飞刀加工汽车同步器齿套滑块槽的切削稳定性研究

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1、·52·机床与液压第39卷为克服上述加工缺点，使得切削力恒定，从而F=1640a。(2)减小切削颤振，作者拟在切削过程中通过改变进给量将切削深度n。、每齿进给量代入式(2)，再的方法达到切削稳定的目的。做几组相同切削参数的切削力测量试验，二者比较如1切削力的确定图6、7所示。350为详细分析飞刀加工滑块槽时的切削力变化，首300先有必要进行切削力的测量及建模。250(1)切削力的测量200150由前所述，影响飞刀加工滑块槽振动的主要是主100切削力F，以下简介一下其测量方法。500图4为测量飞刀加

2、工滑块槽时切削力示意图。加工时，贴在刀杆上的应变片随刀杆一起产生形变，动态应变仪将此变形信号转换为电信号并传送给数字示图6飞刀加工切削力理图7飞刀加工切削力理波器可实时观测，数据采集卡可将此信号记录下来并论计算与试验测量论计算与试验测量由计算机进行处理。图5即是由数字示波器捕捉到的对照表(进给量与对照表(切削深度切削力关系)与切削力关系)飞刀切削滑块槽第一条斜边时的信号图(电压信号，每格代表1mV)。由图可知，主切削力的理论模型与实测结果相差不大(平均误差为6％，最大误差为13％)。件斤态动但为了

3、更精确地描述此种情况下飞刀加工的切削应夹具!变计算机力，以下建立该加工飞刀切削数学模型。々．，l，／仪数据采集卡(3)飞刀加工切削力数学模型T胙各依据所测数据，用多元线形回归的方法建立飞图4测力装置示意图刀加工的数学模型。以进给量、切削深度和切削速度r1_．ltlt’r埘叩Il1r呻I1rI『”r’下畦¨F为自变量，切削力为因变量，建立多因素的经验公式：I，—Fc=Ca；(3)将所测数据代入式(3)，解之，得到：{=1684a!，=o’(4)式(4)即为在该方式下飞刀加工的切削力数学图5飞刀切削时

4、切削力信号图(数字示波器捕捉)模型，是今后切削力及振动的重要判断依据。注意由图5可看出，切削力基本上呈线形递增之势，到，在此数学模型中没有切削速度，这意味着切削速这表明主切削力与切削深度成正比，这符合金属度对飞刀加工的切削力影响不大。切削的基本原理。2采取措施及实施效果(2)所借鉴的切削力模型与实测数据比较加工中，飞刀属单刃加工，实际上是用一把小车如前所述，由于原加工为恒进给量和恒切削速度刀进行断续切削。根据金属切削原理，切削力的数学的加工方式，导致了切削力的变化较大，从而使得切模型一般有3种形式

5、-6]：Lee．Shaffer切削理论模型、削振动较大，作者计划采取通过改变进给量及切削速根据变形系数而确定的切削力理论公式以及切削力的度的方法使得切削力恒定，从而使得切削平稳。经验公式：以原加工时的最大切削面积(在切削滑块槽梯F=：K(1)形底边时)为准，保持此值不变，在。轴进给方向上需要注意的是，前两个公式只能定性地描述切削(参见图2)，根据切削深度进行进给量的变化，从而的过程及影响因素，由于不可知因素太多，且众多因实现切削平稳。素在切削过程中大多为变量，因此不能准确预报切削如图8所示为保持切

6、削面积不变时，在各条边上力大小。在工程上一般使用切削力的经验公式(1)。的切削面积变化示意图。图中：AO为所要切的第一借鉴车削模型，零件所用材料为20CrMnTi，其条斜边(切人边)，OP为底边，PK为第二条斜边相关力学及切削性能与正火45号钢相似，查有关资(切出边)。MNTS部分为在切削底边时的切削面积，料，用硬质合金刀具切削正火45钢时的主切削力此面积即为恒切削面积的依据值。在AO段，BCDF经验公式为：及DFIG为相邻的两次切削的面积示意。以下理论分第19期闫波等：飞刀加工汽车同步器齿套滑块

7、槽的切削稳定性研究·53·析其进给量的变化规律。从图9可明显看出：0MN(1)在切削的初始及结尾阶段，由于切削深度很小致使进给量很大，导致零件的表面质量下降。为避免出现此种情况，在开始和结尾处应适当减小进给量，因此在切削的最初和终了几刀的轴方向进给量取0．2mm；图8飞刀恒进给量切削时切削面积变化示意图(2)在切削滑块槽斜面与底边交接处，由于要首先看一下BCDF，显然，BCDF由三角形CDE保证滑块槽精确深度，而计算结果在此处并不取整和平行四边形BCEF组成，下面分析二者的关系：1值，为此应在此处

8、应进行切削深度的取整。1n．mu△CDE1．肌二1蛐．二K1．～眦在采取如上措施后，飞刀加工滑块槽的切削力变immm得很稳定，图11为变进给量后所测的切削力信号(5)(电压信号，每格代表1mV)，图12为所加工滑块槽其中：BF为平行四边形BCEF的底边长，用表示；的表面粗糙度测量图(每格代表0．1m)。CQ为其高，用z表示；K是与刀具楔角有关的一个常数，该例中为0．433左右。由于z比要大得多，F]一冈1『-*’1I{fP可以认为是与无关的一个量。因此，当一0时，}{}}li式(5