在被動(dòng)減振的銑刀上柔韌性是如何變化的，它對(duì)刀具的使用壽命產(chǎn)生了何種影響。此外，先前在車(chē)削過(guò)程中也對(duì)車(chē)刀的柔韌性做了變化試驗(yàn)，現(xiàn)在把這種試驗(yàn)結(jié)果與銑削過(guò)程的試驗(yàn)結(jié)果加以比較，并介紹下一步實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論。

    關(guān)注2008年度五金機(jī)電行業(yè)十大評(píng)選活動(dòng)，點(diǎn)擊進(jìn)入 > > > >

    【慧聰五金網(wǎng)】：在銑加工時(shí)，刀具承受著因工藝方法而造成的交變負(fù)荷。這種負(fù)荷有機(jī)械性質(zhì)的，也有熱性質(zhì)的。在機(jī)械負(fù)荷方面，特別值得一提的是刀片的入口沖擊。在刀刃進(jìn)入材料的瞬間，切削力會(huì)發(fā)生明顯的提升。

    例如，在進(jìn)給同向進(jìn)行銑削時(shí)，刀具的刃部在每次進(jìn)入到材料時(shí)，都會(huì)經(jīng)歷一次刀具的入口沖擊。這種效應(yīng)由于脆硬的氧化層而得到了明顯的加強(qiáng)，在鑄造工件或類(lèi)似工件上常會(huì)發(fā)生這種情況。

    潤(rùn)滑劑加強(qiáng)交變負(fù)荷

    一方面，刀具傳導(dǎo)的過(guò)程熱會(huì)增加刀具的熱負(fù)荷;另一方面，刀刃切割空氣引起的溫度變化也會(huì)增加刀具的熱負(fù)荷。由于使用了潤(rùn)滑劑，熱交變負(fù)荷還會(huì)進(jìn)一步加劇。

    生產(chǎn)技術(shù)研究所承辦了由德國(guó)研究協(xié)會(huì)資助的“通過(guò)刀具入口沖擊時(shí)的柔韌性變化，提高切削加工時(shí)刀具的使用壽命”的項(xiàng)目。該項(xiàng)目探討了機(jī)械過(guò)載負(fù)荷，并通過(guò)試驗(yàn)證明通過(guò)在貼近作用點(diǎn)的位置上改變?nèi)犴g性能夠盡可能的減少這種機(jī)械過(guò)載負(fù)荷。啟動(dòng)這個(gè)研究項(xiàng)目的原因是基于以前多項(xiàng)工作中取得的結(jié)果。這些結(jié)果能夠證明：機(jī)床驅(qū)動(dòng)裝置的剛性對(duì)刀具的使用壽命是有一定的影響。

    例如，使用高剛性電機(jī)主軸的機(jī)床比使用剛性不太強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)床刀具磨損得更快。但由于目前大量使用的電機(jī)主軸本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，因而有一種選擇的可能性，這種選擇成本低廉而且對(duì)柔韌性，以及使用壽命的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，而且不必改變驅(qū)動(dòng)方案。傳統(tǒng)的車(chē)刀在轉(zhuǎn)動(dòng)沖切刀片下面墊有經(jīng)過(guò)研磨的硬質(zhì)金屬墊板，以保證刀片位置牢固。在墊板其他參數(shù)不變的情況下，我們對(duì)這種墊板的材料做了修改。

    類(lèi)似在這個(gè)項(xiàng)目的前期階段在車(chē)床上所做的試驗(yàn)。首先，研制了一種銑頭刀架，它允許把柔韌性不同的材料放到刀具上。為了使試驗(yàn)結(jié)果與先前的車(chē)削試驗(yàn)取得的結(jié)果具有盡可能高的可比性，將銑頭刀架設(shè)計(jì)成了可以安放與前期試驗(yàn)中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)沖切刀片。圖2中顯示了裝有墊板的銑頭刀架，墊板裝在轉(zhuǎn)動(dòng)沖切刀片和刀體之間。

    在選擇所用墊板的材料時(shí)，參考了前期的試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不高和彈性模數(shù)不大的材料并不適合。試驗(yàn)用的材料樹(shù)脂浸潤(rùn)紙(彈性模數(shù)7GPa)、酰基玻璃(4GPa)、鎂(40GPa)和鋁(70GPa)表明：強(qiáng)度不足，彈性模數(shù)太小，會(huì)導(dǎo)致彈性變形過(guò)大，部分塑性變形過(guò)大，它們抵消了切削刀片的預(yù)應(yīng)力，因而不能夠繼續(xù)使用。

    由于這種原因，墊板材料只能選用強(qiáng)度和彈性模數(shù)較高的材料。具體來(lái)講，就是鑄鐵材料EN-GJS-250(彈性模數(shù)110GPa)、EN-GJS-600(170GPa)，以及鋼材S235JR(210GPa)。采用墊板的彈性模數(shù)作為標(biāo)志性的標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)樵诔叽绮蛔兊那闆r下，彈性模數(shù)是墊板柔韌性的惟一變量。

    可轉(zhuǎn)位刀片斷裂成為使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)

    對(duì)工件材料提出了兩個(gè)要求，一是它們?cè)诮?jīng)濟(jì)快速的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)使刀具磨損，二是要在日常的切削工作中能夠得到應(yīng)用。最后選用的是一種鋁合金(AlSi10Mg)，它是一種帶有多層石墨的鑄鐵(EN-GJS260Gr)，以及一種結(jié)構(gòu)鋼(S235JR)。