外文翻譯---刀具前角對切削加工振動的影響-其他專業(yè)-資料下載頁
2025-01-19 09:22本頁面
【導讀】Keywords:machining,vibration,amplitude,toolrakeangle. andwhatisthelaw?
【正文】 1. 實驗材料 .設備和儀器 工件材料 不同的金屬材料有不同的物理機械性能。在這個實驗中選擇在柱面加工中用過的 45鋼工件材料。 刀具材料 通過一部分材料，選擇 YT14 硬質合金刀頭并把它焊接于 45刀柄上。在大多數(shù)時候，精密和半精密機 器對配件表面有嚴格要求。因此，實驗中選擇六種相應刀具集合參數(shù)和加工質量。它們前角γ 0 分別為： 20176。, 10176。,0176。,10176。,20176。 和 30176。 ，刀具主偏角 kr為 45176。,刀具副偏角 kr′ 為 15176。刀具后角 α 0為 8176。 ，刃傾角 λ 0為 0176。 ，刀具圓角半徑為 — ，切削速度 V為 20— 30m/min，進給量為 ，嚙合量間隙為 。 設備與儀表 實驗中，選擇 CA6140型車床，電氣渦流傳感器和 WFCⅢ振。電器渦流傳感器可用于動態(tài)非接觸測量，它的測量范圍為 0— 1500μm ，分辨率可達到 1μm ； WFCⅢ的測量范圍為 — 300μm （單行振動值），此振抗干擾能力很強，測量數(shù)據(jù)比較準確。 2. 實驗方法與測量數(shù)據(jù) 考慮極限振動加工運行中， CA6140 車床工件夾具與懸臂三爪卡盤。實驗裝置示意圖如圖 1 圖 1 實驗裝置示意圖 說明：真空傳感器測試點距離卡盤表面為 200mm（表面粗糙度為 Ra= ），傳感器固定于車床尾部，切削部分與卡盤外部底端的距離為 50— 190mm。在機械加工中，前角與振動的關系如表 1所示。 表 1 前角與振幅的關系 如表 1中的測量數(shù)據(jù)，刀具前角和切削速度對振動 振幅的影響關系曲線如圖 2. 圖 .速度與振幅之間的關系 圖 2 表明：不同的刀具前角對應不同的振幅：當前角 γ 0 0176。 時，隨著刀具前角的變化，即使前角相同，最大振幅會發(fā)生在 V=50— 70m/min；當 γ 0≥ 0176。 時，最大振幅發(fā)生在 V=160— 180m/min。對每個刀具都做了 3次重復實驗以驗證測量數(shù)據(jù)的可靠性，它的趨勢大致相同，只是振幅均有所變化（相對誤差小于 5%）。 以實驗數(shù)據(jù)和實驗曲線為依據(jù)，研究員分析如下： 前角與最大振幅的關系 按表 1 對數(shù)據(jù)進行有規(guī)律的排列，前角與最大 振幅關系如表 2 所示。它表明：隨著刀具前角的增大，最大振動幅度會逐步減小。這是因為刀具前角的增大會使前表面對切屑及切屑塑性變形減小從而使刀具表面摩擦系數(shù)降低，因此，它可以減小切削強度，從而使切削加工振動降低。 表 2 前角與最大振幅的關系 前角和后角對振幅動態(tài)變化的影響 通過加工原理，刀具工作角度隨刀具運動性能而變化并影響切削強度。工作角度的變化情況取決于前角的加工操作 [2， 3]。刀具前角和后角的變化在機械加工中如圖 3所示。在切削進程中，刀具振動在主振動方向形成振動速度 y.，相對速度 201v v y?? 不僅數(shù)值變化，方向也變化。即由于 y 隨時間變化而變化，它改變了刀具切削前刀面的情況，結果使刀具前角γ o 和后角 α o 周期性變化，從而形成強度的交替變化。切削強度的變化取決于角度的變化量（嚴格的說，它也包括后角的變化），前角的變化可以通過圖 3得出： 圖 3 前角與后角動態(tài)變化 因此，構件強度變化變化程度 Py可表示為： 其中 Kγ 是影響組件強度的前角因素。如上所述， Py隨前角的增大而減小，因此 Kγ 0。 如圖 3進行強度分析，相關方程為 ： 變形為： 通過以上可以得出引起自激振動的條件是： (C+Kγ /v0) 0 可以看出： 1）當 γ 0= 0176。 時，應該改變工作時的角度，它可以引起 γ oe0176。, 即如果這樣， Kγ 的改變量比較大，它會在機械加工中帶來不可預測的振動幅度。 2）當 γ 00176。 時，即便刀具工作角度變化，但是由于 γ ∝ 的增加幅度小于 γ 0（假設 Kγ改變量較小），因此 Py改變量較小，形成的振動幅度也較小。 刀具頭動態(tài)剛度對振動幅值的影響 在刀具其它集合參數(shù)固定的情況下，僅改變 刀具前角就會使刀具頭動態(tài)剛度發(fā)生變化，刀具前角與切削速度引起對應最大振幅的關系如表 3所示。 表 3 刀具前角與切削速度引起的最大振幅的關系 表 3表明： 當 γ 00176。 ，最大振動幅度時相應的切削速度范圍為 V=50— 70m/min； 當 γ 0≥ 0176。 ，最大振動幅度時相應的切削速度范圍為 V=160— 180m/min。 由此可以看出，在高速（ V120m/min）切削下，為了得到高精度和高質量的備件，這些問題都必須要決，否則很難保證機械加工中的高精度，高質量和高效率。通過方程 3可以看出：振動振幅的減小可以通過增加減振系 數(shù) C來實現(xiàn)。也就是通過采用設置助減振系統(tǒng)來增加系數(shù) C或者暫時減少數(shù)量，這樣就可以在高速切削情況下得到高的精度和高的質量。 4. 結論 1)隨著刀具前角的增大，加工中的振動幅度會逐步減??； 2)當前角一定時，隨著切削速度的變化，加工中的幅度會持續(xù)變化； 3)切削速度相同時，隨著刀具前角的變化，加工中的振動幅度也變化； 4)在實驗所分析的幾種情況下，當前角 γ 00176。 時，最大振幅出現(xiàn)在 V=50— 70m/min；當 γ 0≥ 0176。 時，最大振幅出現(xiàn)在 V=160— 180m/min； 5)必須解決在精密加工中高速切削區(qū)中的振動 問題（假設 γ 00176。 ），即采用合適的剛度和濕度等。
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