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由于刀片材料与涂层技术的发展

文字:[大][中][小] 2015/10/10    浏览次数:2196    

  由于刀片材料与涂层技术的发展,可承受的切削速度不断提高,对钢来说切削速度可达250m/min,甚至达到350m/min;对铝及铝合金的切削速度可达1,200m/min,甚至1,800m/min(见表1)。机床的主轴转速也在不断提高,由4,000r/min提高到6,000r/min、8,000r/min,特别是近年来主轴的开发,主轴转速可达24,000r/min或更高,这样,对实现高速及超高速切削成为可能。

  在主轴设计方面,主轴转速与DN值(主轴轴径X转速),一般可达500,000~1,500,000左右,以ISO30、ISO40及ISO50的主轴为例,目前可达到的水平见表2。
  表值  主轴轴径主轴轴孔ISO  最高转速注:带* 者为该规格的极限转速高转速每齿较小进给从而达到较大的金属切削量,比低转速每齿大进给的生产效率高70%~100%,而且由于切削扭矩的减少,大大降低工件的切削变形。对机床来说是向着高速化和轻型化发展,这是目前金属切削的一个重要的发展趋势,一般转速超过 8,000r/min被认为是高速主轴。
  由于主轴转速不断提高,对刀柄与刀具系统的平衡问题变得越来越重要,未经过平衡的刀柄与刀具系统转速越高离心力越大。以50号刀柄为例,不对称性一般为250gmm,如果在15,000r/min的速度下旋转,将产生635N的径向力,即使经过精细的动平衡到1gmm,在15,000r/min速度下旋转,仍会产生2N的径向力。这种径向力达到一定程度时将使刀具系统产生振动,其结果是:被加工表面质量下降,刀具寿命缩短,甚至影响到主轴轴承的加速磨损,严重者将会使刀具和主轴损坏。
  不平衡的定义不平衡是一个旋转体的质量轴线(惯量轴线)与实际的旋转轴线不重合。其单位为不平衡的质量与该质量中心至实际旋转轴线的距离的乘积,以gmm计量。不平衡有3种表现形式。
  静力不平衡(单平面) 表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合,但平行于旋转轴线,因此不平衡将发生在单平面上。不平衡所产生的离心力作用于两端支承上是相等的、同向的(图1)。
  偶力不平衡 表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合。
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