【摘 要】
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PCD刀具已被广泛的应用于铝合金的精密加工,但是,在PCD刀具的切削过程中存在着切屑缠绕的问题。缠绕在工件以及刀具表面的切屑将会刮花已加工工件表面、缩短刀具使用寿命、增加生产成本。为了解决切屑缠绕的问题,需要将切屑进行规律性的折断。在PCD刀具前刀面上设计出一种位置可调节的断屑块,利用该断屑块将切屑进行规律性的折断。根据PCD刀具的结构及装配特性,对断屑块进行了结构设计,并与带有断屑槽和无断屑措施
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PCD刀具已被广泛的应用于铝合金的精密加工,但是,在PCD刀具的切削过程中存在着切屑缠绕的问题。缠绕在工件以及刀具表面的切屑将会刮花已加工工件表面、缩短刀具使用寿命、增加生产成本。为了解决切屑缠绕的问题,需要将切屑进行规律性的折断。在PCD刀具前刀面上设计出一种位置可调节的断屑块,利用该断屑块将切屑进行规律性的折断。根据PCD刀具的结构及装配特性,对断屑块进行了结构设计,并与带有断屑槽和无断屑措施的PCD刀具进行了切削对比实验。通过有限元模拟和切削实验,分析了断屑块参数对切屑卷曲半径的影响,并对切屑进行了受力分析。研究了带有断屑块的PCD刀具折断切屑的过程,建立了断屑块与切屑之间的几何关系,根据此几何关系以及切屑折断依据,推导了断屑块参数的计算公式。相比于断屑槽,可调节断屑块能够使PCD刀具的切削用量在较大范围内进行断屑,且能够规律性的生成C型屑。断屑块的结构参数能够直接影响切屑的卷曲,且切屑卷曲半径随着断屑块倾斜角度的增加而减小,随着位置参数的减小而减小。但是,断屑块的倾斜角度和位置参数都存在阈值,如果超过该阈值,则会产生严重的摩擦声响和切屑堆积现象。获得了断屑块对切屑折断影响的作用机理:断屑块可以促进切屑的卷曲,但是,切屑碰到工件或刀具后若未发生折断,则切屑卷曲半径仍会增大,且易发生翻转进行螺旋运动,使得切屑不易折断;如果切屑与断屑块的接触点位于切屑的指定部位,则随着切屑的增长,切屑与断屑块之间的挤压作用力将会增加,使切屑容易产生裂纹并折断。确定了切屑易于折断的切屑与断屑块的接触区域,根据所寻求的切屑易于折断的指定部位以及几何关系的推导,建立了有效断屑的PCD刀具断屑块参数倾斜角度、位置参数和高度的计算公式。总结了一种PCD刀具断屑块参数的设计方法,且该断屑块能够使PCD刀具的切削用量在较大范围内进行断屑。
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