金鹭:测力仪:Kistler 9257Bx方向是进给方向,y方向是径向切深方向,z方向是轴向切深方向,图1 是将切削力从切入、稳态到切出整个切削过程中的最大值提取出来随切削时间绘 制的图,从图上可以看出,整个切削过程可以分为三个阶段:磨合阶段、稳定磨 损阶段、快速磨损阶段在磨合阶段,切削力呈缓慢减小的趋势,原因是刀刃由 于磨损导致切削刃适合切削,在此阶段,刀具快速磨损当刀具磨损到一定程度 后,刀具进入稳定磨损阶段,在此阶段,切削力随着切削时间的延续,是呈缓慢 增长的趋势,但y\z向切削力大小基本保持不变,主要在一个较小的范围内跳动 随着刀具的磨损积累到一定程度,逐渐达到磨钝标准,这时切削力的变化是不稳 定的,先是突然变大,然后又突然减小,经过小阶段平稳后,切削力又以高斜率 呈线性增大趋势,最大达到1400N,是稳定阶段的切削力一倍12001000fx -fy fz — f稳定磨损阶段知场削切008磨合 阶段0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192006004002快速磨 损阶段切削时间t (min)图 1 金鹭刀具切削全过程切削力随切削时间变化图中的切削力最大值,然后绘制其随切削时间变化的图。
图 2 的切削力变化趋势与 图一基本相同,但三个阶段的区分不如图 1 明显900800知如削切00O20007003o o O o o O6 5 40 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192切削时间t (min)快速磨损阶段稳定磨损阶段图 2 金鹭刀具切削过程稳态阶段切削力最大值随切削时间变化图图3 是不同切削阶段切削力的瞬时图,从图上可以看出,不同阶段瞬时切削力的变化趋势是不同的,在0.02s的范围内,切削力的波峰出现的并不明显,只 有b图可以看出明显的两个波峰100-50切削时间(S)切削时间s)a. t=10min 时瞬时切削力b. t=30min 时瞬时切削力50140133120100丸切削切o O6050o o o O o o o O 4 3 2 1 対切削切切削时间t(s)切削时间t(s))2c. t=90min 时瞬时切削力d. t=150min 时瞬时切削力0-100 -20000.0050.01切削时间t(s)0.0150.02e. t=180min 时瞬时切削力图3不同切削阶段切削力的瞬时图山高:x方向是进给方向,y方向是径向切深方向,z方向是轴向切深方向,图4 是将切削力从切入、稳态到切出整个切削过程中的最大值提取出来随切削时间绘 制的图,从图上不能明显看出刀具的磨损阶段,但从磨损后期来看,刀具的快速 磨损阶段可以明显看出,从整体来说,山高刀具的切削力变化较国产刀具平稳, 且切削力平均比国产刀具小,但当刀具磨损量累积到磨钝标准时,切削力急剧变 化,且工件表面波纹明显,出现了颤振现象,最大切削力比稳定阶段的切削力高 出一倍左右。
中的切削力最大值,然后绘制其随切削时间变化的图图 5 的切削力变化趋势与 图4 基本相同, 但图 5经移动平均后,趋势更加平稳14001200 亠 Fx 亠 Fy 亠 Fz — F丸如削切200400100000600800 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228切削时间t(min)图 4 山高刀具切削全过程切削力随切削时间变化图800700600■^FxFy Fz丸如削切4020005003001±00 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228切削时间t(min)图 5 山高刀具切削过程稳态阶段切削力最大值随切削时间变化图图6 是不同切削阶段切削力的瞬时图,从图上可以看出,不同阶段瞬时切削力的变化趋势是不同的,在切削时间为180min之前,在0.02秒的范围内切削力出现2个波峰,但当刀具磨损达到磨钝标准时,即进入不稳定阶段,这时从f图 上可以看出,波峰较前五张图明显增多,达到了5 个波峰,这说明在此阶段能量很混乱,不利于切削的继续。
切削时间(s)00O52O20O1001±50知切削切-100a. t=10min 时瞬时切削力20100丸切削切001±切削时间:S)b. t=30min 时瞬时切削力切削时间t(s)切削时间t(s)c. t=90min 时瞬时切削力d. t=150min时瞬时切削力削切OOOOOOOOO oooooo OO 654321 J菽另削切e. t=180min 时瞬时切削力f. t=220min 时瞬时切削力图 6 不同切削阶段切削力的瞬时图结论:综上可知,比较两把刀具的切削力情况,金鹭刀具的切削力比山高 刀具高,且山高刀具切削力变化较为平稳,从切削时间来看,金鹭刀具切削力随 着切削时间的延续是缓慢增大的,但金鹭刀具不能明显看出,相反在中间阶段反 而出现切削力的降低。