高锰钢辙叉加工中可转位圆弧刃端铣刀的加工方法（下）

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　　一般直刃端面铣刀主偏角为定值,绝大多数为κr=75°,主偏角κr值一定的端面铣刀,在铣削过程中无论背吃刀量如何变化,主偏角κr基本是不会改变的。而圆弧刃刀具的主偏角κr则不然,其大小随背吃刀量的变化而变化。以16mm圆刀片为例,如:背吃刀量为4mm时,主偏角κr为30°,背吃刀量为2 mm时,主偏角κr为20°42′17″,背吃刀量为1mm时,主偏角κr为14°28′39″。

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　　(2)可转位圆弧刃端面铣刀切削力的分析切削力主要是指:总切削力PZ、纵向铣削分力P H、横向铣削分力PV和轴向铣削分力P0;随主偏角κr大小的变化,三个切削分力的大小和分配比例关系也会发生变化。

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　　有关技术资料介绍,主偏角κr为75°时,直刀刃铣刀的铣削力理论分配为:,纵向铣削力PH=(0.3～0.4)PZ,横向铣削力P V=(0.85～0.95)PZ,轴向铣削力P0=(0.5～0.55)PZ。

　　通过铣削试验实测,可转位圆弧刃端面铣刀铣削力的分配基本为:纵向铣削力PH=(0.33～0.37)PZ,横向铣削力PV=(0.45～0.53)PZ,轴向铣削力为P0=(0.78～0.84)PZ。

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　　试件材料:ZGMn13,铣刀直径=160mm,z=10,γf=-5°,λp=-7°,刀片牌号:767。

　　切削用量:n=140r/min,v=70m/min,fn=168mm/min,fz=0.12mm/z。

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　　从以上试验数据中可以看出,切削时,由于圆弧刃刀较直刃刀接触工件的刃长增加(增加40%左右),使得轴向力P0增加,而主偏角κr随背吃刀量的变化而变化,使横向铣削力PV大幅度下降。而横向铣削力PV的大小,恰好是影响刀刃切入工件冲击刀尖及刀刃磨损的主要因素,再加上圆弧刀刃所切下的切屑厚度不等,从而改善了散热条件。还有圆弧刀片的切削区是无刀尖无棱角的圆弧形,不存在弱区,这就使切削过程中所承受的机械冲击、热冲击较小,因此,圆弧刃的刀具寿命会大大提高。

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　　4.切削用量的选择

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　　铣削时的切削用量应根据被加工工件材质,并结合机床功率、工装夹具的刚性以及刀具的经济寿命等综合考虑,以获得最佳的经济效果。

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　　高锰钢辙叉机械加工精度要求并不是很高,属粗加工。在切削过程中,由于塑性变形和切削力的影响,切削层及表面下一定深度范围内会产生严重的硬化现象。为避开毛坯表面和前一次走刀造成的硬化层,切削过程中选择了较大的背吃刀量和进给量。较直刃端铣刀,使用圆弧刃端铣刀时,在切削速度上有所降低。

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　　用圆弧刃端铣刀加工高锰钢辙叉,一般背吃刀量取ap=3-5mm,进给量取fz=0.1-0.15mm/z,切削速度取v=60～80m/min。经过生产实践,综合效果良好。

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　　5.结语

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　　硬质合金圆弧刃端铣刀结构简单,附件少,装夹方便,精度高,用于高锰钢辙叉加工,能有效地克服直刃端铣刀强度低、磨损、崩刃严重等不足。与正方形刀片相比,圆形刀片的可多转位2～3次,充分利用刀具材料,从而降低生产成本。实践证明,将硬质合金圆弧刃端铣刀用于高锰钢辙叉加工切实可行。