在銑加工時销睁，刀具承受著因工藝方法而造成的交變負荷祟勿。這種負荷有機械性質(zhì)的，也有熱性質(zhì)的累筋。在機械負荷方面耀旅，特別值得一提的是刀片的入口沖擊。在刀刃進入材料的瞬間书瘤，切削力會發(fā)生明顯的提升傅女。

   　 例如，在進給同向進行銑削時搁排，刀具的刃部在每次進入到材料時笔房，都會經(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占窥，在鑄造工件或類似工件上常會發(fā)生這種情況学虑。

   　 潤滑劑加強交變負荷

   　 一方面，刀具傳導(dǎo)的過程熱會增加刀具的熱負荷;另一方面唆海，刀刃切割空氣引起的溫度變化也會增加刀具的熱負荷欲炉。由于使用了潤滑劑，熱交變負荷還會進一步加劇赞季。

    　生產(chǎn)技術(shù)研究所承辦了由德國研究協(xié)會資助的“通過刀具入口沖擊時的柔韌性變化愧捕，提高切削加工時刀具的使用壽命”的項目奢驯。該項目探討了機械過載負荷，并通過試驗證明通過在貼近作用點的位置上改變?nèi)犴g性能夠盡可能的減少這種機械過載負荷次绘。啟動這個研究項目的原因是基于以前多項工作中取得的結(jié)果瘪阁。這些結(jié)果能夠證明：機床驅(qū)動裝置的剛性對刀具的使用壽命是有一定的影響。

   　 例如邮偎，使用高剛性電機主軸的機床比使用剛性不太強的驅(qū)動裝置的機床刀具磨損得更快管跺。但由于目前大量使用的電機主軸本身具有很多優(yōu)點，因而有一種選擇的可能性禾进，這種選擇成本低廉而且對柔韌性豁跑，以及使用壽命的參數(shù)進行了優(yōu)化，而且不必改變驅(qū)動方案泻云。傳統(tǒng)的車刀在轉(zhuǎn)動沖切刀片下面墊有經(jīng)過研磨的硬質(zhì)金屬墊板艇拍，以保證刀片位置牢固。在墊板其他參數(shù)不變的情況下宠纯，我們對這種墊板的材料做了修改卸夕。

   　 類似在這個項目的前期階段在車床上所做的試驗。首先涮饱，研制了一種銑頭刀架绸廉，它允許把柔韌性不同的材料放到刀具上牵蠢。為了使試驗結(jié)果與先前的車削試驗取得的結(jié)果具有盡可能高的可比性常择，將銑頭刀架設(shè)計成了可以安放與前期試驗中相同的轉(zhuǎn)動沖切刀片。圖2中顯示了裝有墊板的銑頭刀架仓疯，墊板裝在轉(zhuǎn)動沖切刀片和刀體之間笆赤。

   　 在選擇所用墊板的材料時，參考了前期的試驗結(jié)果魂欺，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)強度不高和彈性模數(shù)不大的材料并不適合粮唯。試驗用的材料樹脂浸潤紙(彈性模數(shù)7GPa)、趼舶螅基玻璃(4GPa)浇找、鎂(40GPa)和鋁(70GPa)表明：強度不足，彈性模數(shù)太小就壳，會導(dǎo)致彈性變形過大搭为，部分塑性變形過大，它們抵消了切削刀片的預(yù)應(yīng)力涤伐，因而不能夠繼續(xù)使用馒胆。

    　由于這種原因，墊板材料只能選用強度和彈性模數(shù)較高的材料凝果。具體來講祝迂，就是鑄鐵材料EN-GJS-250(彈性模數(shù)110GPa)睦尽、EN-GJS-600(170GPa)，以及鋼材S235JR(210GPa)型雳。采用墊板的彈性模數(shù)作為標志性的標準是因為在尺寸不變的情況下当凡，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準

    　對工件材料提出了兩個要求纠俭，一是它們在經(jīng)濟快速的運行過程中會使刀具磨損宁玫，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)柑晒，它是一種帶有多層石墨的鑄鐵(EN-GJS260Gr)欧瘪，以及一種結(jié)構(gòu)鋼(S235JR)。

　　使用壽命的標準是：在測量到切削力升高時檢測到的可轉(zhuǎn)位刀片的斷裂匙赞。使用壽命的定義是可轉(zhuǎn)位刀片斷裂前能夠承受的刀刃入口的沖擊佛掖。 部分超過建議最大值 選擇的切削試驗過程參數(shù)按照相應(yīng)的切削材料和所使用的可轉(zhuǎn)位刀片進行了調(diào)整，使刀刃在一個適當(dāng)?shù)臅r間段內(nèi)發(fā)生斷裂季距。這意味著在具體情況下虚蹋，參數(shù)的調(diào)整必須高于制造廠家建議的最大值。

    　S235JR蒿蛆、EN-GJS260Gr和AlSi10Mg三種材料當(dāng)中的每一種都同三種不同的墊板進行了組合抄娜。在9種可能的組合中，每個系列做十次試驗毙纫，一直運行到刀片斷裂砂彻。此外，在對結(jié)構(gòu)鋼進行加工時港排，用刀具制造廠家TübingerWalterAG公司的原裝墊板同樣進行了試驗搪狗。

 　   用鋁合金所做的切削試驗沒有取得可以利用的結(jié)果。即是在500m/min和3675m/min之間的切削速度進行變化筑背，也沒有導(dǎo)致在適當(dāng)?shù)目梢灶A(yù)見的時間段之內(nèi)刀刃的斷裂跛究。所以僅列出了加工鋼和鑄鐵材料的結(jié)果。

   　 加工S235JR材料在刀刃斷裂前所達到的荷載循環(huán)見列于對相應(yīng)材料彈性模數(shù)的各種墊板上寸靶。從中可以清楚地看出重虑，墊板的變化可以對刀具的使用壽命產(chǎn)生影響。與硬金屬原裝墊板相比秦士，使用鋼墊板可以將平均使用壽命提高176%缺厉。

    　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%伍宦，而使用多層石墨鑄鐵制成的墊板則使使用壽命提高了42%芽死。

    　以EN-GJS260Gr為材料所做的試驗則是另一種情況。與鋼制墊板相比次洼，無論是球墨鑄鐵制成的墊板(提高330%)关贵，還是多層石墨鑄鐵制成的墊板(提高37%)遇骑，都在使用壽命方面具有明顯的優(yōu)勢。

    　加工鑄鐵材料在刀具使用壽命上出現(xiàn)的個別的極端差別揖曾，其部分原因歸咎于結(jié)果數(shù)值的波動落萎，因而需要繼續(xù)加以核準。這些結(jié)果和前期所做的車削試驗取得的結(jié)果很難形成對比炭剪，因為有一部分出現(xiàn)相互矛盾的現(xiàn)象练链。

    　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(yīng)當(dāng)提出這樣的問題奴拦，哪種柔韌性對于什么樣的條件才是最佳的颖倾。例如，有各種的加工過程(銑天库、車)才褂，以及各種的工件材料很難做相互比較，需要根據(jù)結(jié)果做出判斷都泥，不同的柔韌性或墊板是根據(jù)相應(yīng)的加工情況進行調(diào)整的详贿。

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

   　 WBK研究所后來的跟蹤研究也表明吮骑，取得較為可靠的結(jié)果的一種可能性在于坚浩，設(shè)計一種主動銑頭赋遇，這種銑頭的柔韌性可以無級調(diào)整循头，而且能夠繼續(xù)加強我們所希望的效果。例如炎疆，可以設(shè)想一種液壓機械式的刀具系統(tǒng)卡骂，該系統(tǒng)在可轉(zhuǎn)位刀片后面裝有一個壓力可變的油箱，油箱可以改變?nèi)犴g性和減振形入。

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