从图6可以明显看出:双槽刀片和单槽刀片相比断屑范围变大,即在切深ap相同的情况下其最小断屑极限进给量减小。 图6 双、单槽刀片断屑范围比较图 3 试验结果的分析及讨论
1) 在相同条件下双槽刀片的主切削力比单槽刀片小
其实,这是切削加工中的一个有趣现象,也即:在一定条件和范围内,使切屑卷曲程度较大(曲率半径较小)的刀片所需主切削力要小于使切屑卷曲程度较小(曲率半径较大)的刀片(前角相同),两者的切削力变化如图7所示。这一现象是经过大量试验所证实了的,虽然其机理还不太清楚。 其中:实线为切屑卷曲程度较大的刀片 图7切削力比较图 在本试验中,由于试验用单槽刀片是将所用双槽刀片磨去一级槽槽背所得,槽形较双槽刀片一级槽和二级槽都宽,因此其切屑卷曲程度肯定比双槽刀片小。于是,从上面的结论可以得出:在一定范围内,在相同条件下双槽刀片的主切削力肯定比单槽刀片小。本试验的结果正好如此,这也是上述现象的又一有力佐证。
2) 双槽刀片的断屑范围比单槽刀片宽
这正是我们所想要的结果。如前所述:精加工时,进给量和切削深度较小,为了断屑,要求较小的槽宽;而粗加工时,由于进给量和切削深度均较大,则要求加大槽宽。为了能同时适用于粗加工和精加工,于是出现了双槽刀片。双槽是一种复合式槽形,它是由一级槽和二级槽按一定的方式和尺度组合而成的,组合的目的是想让它兼有一、二级槽的优点。从试验结果可以看出这一想法是可行的,双槽刀片的断屑范围明显比单槽刀片大(见图6)。
还有一个问题需要提出:从试验结果我们可以看出,在进给量很大时单槽和双槽刀片的断屑效果差别不大,那么在这些情况下二级槽到底起什么作用呢?其实,此时除了断屑的作用外,二级槽的作用更多的是提高刀具耐用度、降低切削力和切削温度等。
双槽刀片的成功为复合式刀片的设计和应用积累了经验。虽然复合式刀片是由一些简单的槽形组合而成的,但通过在组合尺寸和结构上的优化却可兼有各简单槽形的优点,从而提高刀片的断屑性能。此外,由于简单断屑槽的断屑机理和加工工艺比较清楚和成熟,这使得复合式断屑槽的设计更简单明了,成本更低。
然而,并不是简单槽形的随意组合就能获得理想结果,在实际应用中,刀片槽型千变万化,槽型的复合形式也层出不穷,其中的复合方式及机理均有待我们去研究和探索。 ( |