金属切削原理 第二版 华中科技大学 陈日曜主编 第109-168页word版
74页1、是高速切削时的温度太高时,刀具磨损本质将发生变化,这样求出的 m 和 C0数值误差较大。同时工件材料内、外性质可能不均,也会影 响试验结果。 也可利用生产现场,一面进行实际的切削加工,一面根据所得的 数据逐次修正切削条件,以逐步接近合理切削条件。与此同时,求得 刀具耐用度公式8。还可用间接的指标,如加工表面粗糙度、切削力与切削温度的 大小等来衡量刀具耐用度。这些方法用来对比试验不同刀具几何参数 的合理性、不同切削液的效果以及不同工件材料的可加工性等是比较 方便的。第五节 合理耐用度的选用原则如前所述,切削用量与刀具耐用度有密切关系。在制定切削用量 时,应首先选择合理的刀具耐用度,而合理的刀具耐用度则应根据优 化的目标而定。一般分最高生产率耐用度和最低成本耐用度两种,前 者根据单件工时最少的目标确定,后者根据工序成本最低的目标确定。一一、最高生产率耐用度最高生产率耐用度 最高生产率耐用度是以单位时间生产最多数量产品或加工每个零 件所消耗的生产时间为最少来衡量的。一 单件工序的工时tw为(6-m wmctottttttT7) 式中 tm工序的切削时间(切削时间) ;tct换刀一次所消耗的时
2、间;T刀具耐用度;tm/T换刀次数;tot除换刀时间外的其他辅助工时。因为(6-m3t10ww w p wpld l n a fva f8) 式中 dw车削前的毛坯直径(mm) ;Lw工件切削部分长度(mm) ;加工余量(mm) ;nw工件转速(r/min) 。将式( 6-2) 代人式( 6-8) 可得( 6-m3t10mw w p od lTC fa9) 因为 及 ap均已选定,故上式除Tm外,均为常数,设为 A,即有(6-m mt =AT10) 将上式代人式(6-7)中:( 6-1 wotttmm ctATt AT11) 要使单件工时最小,可令dw/dT=0,即12(1)0mmw ctdtmATtmATdT故( 6-tp1-mT=Tmct()12) 此 Tp即为最高生产率耐用度。 二、最低成本耐用度(经济耐用度)二、最低成本耐用度(经济耐用度) 最低成本耐用度是以每件产品(或工序)的加工费用最低为原则 来制定的。每个工件的工序成本C 为( 6-C=mm mcttotttt MtMCt MTT13) 式中 M该工序单位时间内所分担的全厂开支; Ct磨刀成本(刀具成本)。 令 dC/d
3、T=0,即得最低成本的耐用度为( 6-t cC1-mT=+=TmMctt()14) 比较式( 6-12)与式( 6-14)可知,最高生产率耐用度:Tp比 最低成本耐用度Tc要低一些。一般情况下,多采用最低成本耐用度; 只有当生产任务紧迫或生产中出现不平衡的薄弱环节时,才选用最高 生产率耐用度。 综合分析上述两式和各种具体情况,选择刀具耐用度时,可考虑 如下几点: (1)根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具耐用度,应选得比单刃刀具高些。例如普通机床用的高速钢 车刀和硬质合金焊接车刀的耐用度取 为 60mm; 齿轮刀具的耐用 度则取为200400min。 (2)对于机夹可转位车刀和陶瓷刀具,由于换刀时间短,为了 充分发挥其切削性能,提高生产效率,耐用度可选得低些,一般取1530min。(3)对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组 合机 床与自动化加工刀具,耐用度 应选得高些,特别应保证刀具可靠 性。 (4)车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率提高时, 该工序的刀具耐用度要选得低些;当某工序单位时间内所分担 到的全厂开支M 较大时,刀具耐用度也应选得低些。
4、(5)大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中 途换刀,刀具耐用度应按零件精度和表面粗糙度来确定。 此外,在柔性加工时,要保证刀具的可靠性和刀具材料切削性能 的可预测性,应根据多 目标优化后的综合经济效果来选定刀具耐用 度。第六节 刀具的磨损刀具破损和磨损一样,也是刀具主要损坏形式之一。特别是在用 脆性大的刀具材料制成 的刀具进行断续切削,或者加工高硬度材料 等的 情况下,刀具的脆性破损就更加严重,据统计,硬质合金刀 具约有50%60%的损坏是脆性破损。陶瓷刀具的破损比例更髙。所以 对 刀具破损必须予以足够重视。脆性的新刀具材料应该试验其抗破损 的切削性能。 刀具的破损有早期和后期(加工到一定时间后的损坏)两种。早 期破损是切削刚开始或短时间切削后即发生的破损(一般是刀具切削 时的冲击次数小于或近于103次14) 。这时,前、后刀面尚未产生明显的磨损(一般VB0.1mm) 。用脆性大的刀具材料切削高硬度材 料或者断续切削时,最常出现这种破损。后期破损是加工一定时间后, 刀具材料因疲劳而引起的破损。 一、刀具脆性破损的形态一、刀具脆性破损的形态 硬质合金和陶瓷刀具在切削时,在机
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