快速切削加工工藝在車輛、飛機場和模貝加工制造業中運用普遍。因為銑刀高速運轉時刀具各一部分承擔的離心力已遠遠地超出切削力自身的效果而變成刀具的關鍵負載,而離心力做到一定水平的時候會導致刀具形變乃至開裂,因而科學研究快速銑刀的安全性技術性對發展趨勢快速切削技術性擁有極為重要的實際意義。
20世際90時代初法國就開始了對快速銑刀的安全性技術性科學研究,并制定了DIN6589-1《快速銑刀的安全性規定》規范草案,要求了快速銑刀無效的實驗方式和規范,從技術上明確提出了快速銑刀設計方案、生產制造和采用的規范性建議,要求了統一的安全性檢測方式。該規范草案已成為了世界各國快速銑刀安全性的規范性文檔。
1 快速銑刀的安全性無效方式與實驗方式
規范草案要求了快速切削的速率界線,超出該速率后離心力將變成銑刀的關鍵負載,務必選用安全生產技術。在刀具直徑與快速切削范疇關系圖中,曲線圖以上地區為該標準的銑刀務必通過安全性檢測的快速切削范疇:針對直徑d1≤32mm的散件刀具(總體或電焊焊接刀具),其切削速率超出10000m/mm為快速切削范疇;針對直徑d1>32mm的裝配式建筑機夾刀具,快速切削范疇為線條BC以上地區。快速銑刀的安全性無效方式有二種:形變和開裂。不一樣種類銑刀的安全性實驗方式也不一樣。
針對機夾可屬七和弦銑刀,有二種安全性實驗方式:
一種方式 是在1.6倍較大應用轉速比下開展實驗,刀具的永久形變或零件的偏移不超過0.05mm;
另一種方式是在2倍于較大應用轉速比下實驗,刀具不產生開裂(包含夾持刀頭的螺絲被弄斷、刀頭或別的夾持元器件被甩飛、刀體的爆炸等)。而針對集成式銑刀,則需要在2倍于較大應用轉速比標準下實驗而不產生彎折或破裂。
2 快速銑刀抗壓強度測算實體模型
快速刀具在離心力的效果下能否產生無效的重點在于刀體的硬度是不是充足、機夾刀的零件夾持是不是靠譜。當把離心力做為關鍵載荷計算刀體抗壓強度時,因為刀具樣子的多元性,用經典力學基礎理論測算得到的結果偏差非常大,經常不可以達到安全性設計方案的規定。為了更好地在刀具設計對其構造抗壓強度在離心力功效下的承受力和形變開展判定和定量分析的剖析,可根據有限元方法測算不一樣轉速比下的內應力尺寸,仿真模擬無效全過程和改善方案設計。快速銑刀有限元分析測算實體模型中包含刀體、刀體座、刀頭和夾持螺絲。
最先測算刀體(包含螺絲、刀頭等零件品質)的彈性變形,再對分離出來出的刀盤作深入分析,把所獲取的刀體彈性變形做為初始條件加進刀盤分離出來體;
隨后由切出來的刀盤、刀頭、螺絲及無品質的磨擦副構成刀頭夾持系統軟件的實體模型,開展夾持的可靠性分析。有限元分析實體模型能仿真模擬刀頭在刀盤里的歪斜、滾動、旋轉及其螺絲在夾持時的形變,可計算出在不一樣轉速比下刀頭偏移和螺絲受力的大小。