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小談鋼制墊板銑刀對錨具以用金屬波紋管材質影
2011-01-20 00:00

  鋼制墊板銑刀對錨具以用金屬波紋管材質影響比如,用高剛性電機主軸的機床比使用剛性不太強的驅動裝置的機床刀具磨損得更快。但由于目前大量使用的電機主軸本身具有很多優點,因而有一種選擇的可能性,這種選擇成本低廉而且對柔韌性,以及使用壽命的參數進行了優化,而且不必改變驅動方案。傳統的車刀在轉動沖切刀片下面墊有經過研磨的硬質金屬墊板,以保證刀片位置牢固。在墊板其他參數不變的情況下,我們對這種墊板的材料做了修改。

  類似在這個項目的前期階段在車床上所做的試驗。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。為了使試驗結果與先前的車削試驗取得的結果具有盡可能高的可比性,將銑頭刀架設計成了可以安放與前期試驗中相同的轉動沖切刀片。

  在選擇所用墊板的材料時,參考了前期的試驗結果,當時發現強度不高和彈性模數不大的材料并不適合。試驗用的材料樹脂浸潤紙(彈性模數7GPa)、酰基玻璃(4GPa)、鎂(40GPa)和鋁(70GPa)表明:強度不足,彈性模數太小,會導致彈性變形過大,部分塑性變形過大,它們抵消了切削刀片的預應力,因而不能夠繼續使用。

  由于這種原因,墊板材料只能選用強度和彈性模數較高的材料。具體來講,就是鑄鐵材料EN-GJS-250(彈性模數110GPa)、EN-GJS-600(170GPa),以及鋼材S 235 JR(210GPa)。采用墊板的彈性模數作為標志性的標準是因為在尺寸不變的情況下,彈性模數是墊板柔韌性的惟一變量。

可轉位刀片斷裂成為使用壽命的標準

  對工件材料提出了兩個要求,一是它們在經濟快速的運行過程中會使刀具磨損,二是要在日常的切削工作中能夠得到應用。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-GJS 260 Gr),以及一種結構鋼(S 235 JR)。使用壽命的標準是:在測量到切削力升高時檢測到的可轉位刀片的斷裂。使用壽命的定義是可轉位刀片斷裂前能夠承受的刀刃入口的沖擊。 此外金屬波紋管是否可以起到相應的作用,還要看清當時的條件。

部分超過建議最大值

  選擇的切削試驗過程參數按照相應的切削材料和所使用的可轉位刀片進行了調整,使刀刃在一個適當的時間段內發生斷裂。這意味著在具體情況下,參數的調整必須高于制造廠家建議的最大值。 

  S 235 JR、EN-GJS 260 Gr和AlSi10Mg三種材料當中的每一種都同三種不同的墊板進行了組合。在9種可能的組合中,每個系列做十次試驗,一直運行到刀片斷裂。此外,在對結構鋼進行加工時,用刀具制造廠家Tübinger Walter AG公司的原裝墊板同樣進行了試驗。

  用鋁合金所做的切削試驗沒有取得可以利用的結果。即使在500m/min和3675m/min之間的切削速度進行變化,也沒有導致在適當的可以預見的時間段之內刀刃的斷裂。所以僅列出了加工鋼和鑄鐵材料的結果。

  加工S 235 JR材料在刀刃斷裂前所達到的荷載循環見列于對相應材料彈性模數的各種墊板上。從中可以清楚地看出,墊板的變化可以對刀具的使用壽命產生影響。與硬金屬原裝墊板相比,使用鋼墊板可以將平均使用壽命提高176%)。

  相反,使用灰口球墨鑄鐵制成的墊板的平均使用壽命減少了約30%,而使用多層石墨鑄鐵制成的墊板則使使用壽命提高了42%。
以EN-GJS 260 Gr為材料所做的試驗則是另一種情況。與鋼制墊板相比,無論是球墨鑄鐵制成的墊板(提高330%),還是多層石墨鑄鐵制成的墊板(提高37%),都在使用壽命方面具有明顯的優勢。

  加工鑄鐵材料在刀具使用壽命上出現的個別的極端差別,其部分原因歸咎于結果數值的波動,因而需要繼續加以核準。這些結果和前期所做的車削試驗取得的結果很難形成對比,因為有一部分出現相互矛盾的現象。塑料波紋管產品對其作用,將通過加工材料來取得。

  在張拉機具以及電動油泵上的應用相對較少。

所有加工都需要墊板

  不過似乎這還回答不了對普遍適用的最佳的柔韌性的問題。倒是應當提出這樣的問題,哪種柔韌性對于什么樣的條件才是最佳的。例如,有各種的加工過程(銑、車),以及各種的工件材料很難做相互比較,需要根據結果做出判斷,不同的柔韌性或墊板是根據相應的加工情況進行調整的。

  使用壽命試驗的結果波動幅度很大,而且也沒有普遍適用的最佳柔韌性,這種趨勢要求在減少干擾因素的同時繼續對柔韌性的影響進行試驗。同時,還提出了這樣的一個問題,在墊板基礎上對柔韌性做簡單的變化,所取得的結果是否會消失在波動范圍內。

  WBK研究所后來的跟蹤研究也表明,取得較為可靠的結果的一種可能性在于,設計一種主動銑頭,這種銑頭的柔韌性可以無級調整,而且能夠繼續加強我們所希望的效果。例如,可以設想一種液壓機械式的刀具系統,該系統在可轉位刀片后面裝有一個壓力可變的油箱,油箱可以改變柔韌性和減振。 

  四方預應力小談鋼制墊板銑刀對錨具以用金屬波紋管材質影響,有什么建議希望大家多提意見,我公司生產的錨具張拉設備預應力錨具等產品受到國內外用戶的贊譽。

 

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