金屬拉伸試驗(yàn)用銑床切削力和切削熱的研究和計(jì)算

馬西俊 費(fèi)玉石

摘 要：本文主要著重研究并計(jì)算了金屬拉伸試驗(yàn)用銑床中的關(guān)鍵參數(shù)，切削力和切削熱，為機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：切削力；切削熱

1 切削過(guò)程中切削力的計(jì)算

金屬拉伸試驗(yàn)用銑床在加工拉伸試樣的過(guò)程中，在刀具和鋁合金的接觸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的切削力。此切削力的大小直接會(huì)影響刀具的耐用性和銑床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以對(duì)于切削過(guò)程中切削力的大小的具體計(jì)算，對(duì)于金屬拉伸試驗(yàn)用銑床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，裝卡方式以及刀具的選擇都至關(guān)重要。

通過(guò)試驗(yàn)的方法，測(cè)出各種影響因素變化時(shí)的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱為切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際中使用切削力的經(jīng)驗(yàn)公式有倆種：一種是指數(shù)公式，另一種是單位切削力。

ap為背吃刀量，由于切削材料為鋁合金硬度較小。所以可以選擇大一些的切削深度，可令背吃刀量為4mm。

f為實(shí)際進(jìn)給量，高速切削過(guò)程中所采用的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通切削的進(jìn)給量。對(duì)于鋁合金的加工，采用普通升降臺(tái)或萬(wàn)能銑床時(shí)，實(shí)際進(jìn)給量可以達(dá)到3～4mm左右。而高速切削所采用的加工方式是小進(jìn)給量多次走刀的加工方式，所以選定實(shí)際進(jìn)給量為0.05mm。

VC為進(jìn)給速度，由表2所知高速切削加工鋁合金的范圍為1000～7500mm/h，按照加工鋁箔拉伸試驗(yàn)件專用銑床的實(shí)際加工情況選定進(jìn)給速度為4000mm/h。KFC，KFp，KFf為修正系數(shù)

2 切削面溫度的計(jì)算

金屬拉伸試驗(yàn)用銑床中產(chǎn)生的切削熱主要來(lái)自于刀具和鋁合金試樣加工過(guò)程中的摩擦。熱量的產(chǎn)生直接影響加工試樣的質(zhì)量。所以，對(duì)于加工過(guò)程中切削熱的精確計(jì)算尤為重要。

消耗在剪切面上的剪切能為：

在切削力和切削熱的計(jì)算基礎(chǔ)下可以為鋁箔拉伸試驗(yàn)用銑床的設(shè)計(jì)，提供良好的設(shè)計(jì)參數(shù)。切削力為10.24kN采用夾具直接裝卡工件人工手扶固定的形式就可以加工零件。在高速切削的條件下，大部分溫升均被切屑直接帶走，而工件表面的溫度變化僅為5.64℃，所以在此計(jì)算的基礎(chǔ)下很好的驗(yàn)證了金屬拉伸試驗(yàn)用銑床設(shè)計(jì)的合理性。

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（作者單位：1.沈陽(yáng)理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院；2.遼寧鐵嶺精誠(chéng)機(jī)械有限公司）