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高速刀具在离心力的作用下是否发生失效的关键在于刀体的强度是否足够、机夹刀的零件夹紧是否可靠。当把离心力作为主要载荷计算刀体强度时,由于刀具形状的复杂性,用经典力学理论计算得出的结果误差很大,常常不能满足安全性设计的要求。为了在刀具设计阶段对其结构强度在离心力作用下的受力和变形进行定性和定量的分析,可通过有限元方法计算不同转速下的应力大小,模拟失效过程和改进设计方案。高速铣刀有限元计算模型中包括刀体、刀体座、刀片和夹紧螺钉。计算刀体(包括螺钉、刀片等零件质量)的弹性变形,再对分离出的刀座作详细分析,把所获得的刀体弹性变形作为边界条件加到刀座分离体;然后由切出的刀座、刀片、螺钉及无质量的摩擦副组成刀片夹紧系统的模型,进行夹紧的可靠性分析。有限元模型能模拟刀片在刀座里的倾斜、滑动、转动以及螺钉在夹紧时的变形,可计算出在不同转速下刀片位移和螺钉受力的大小。
由于汽车工业加工大量的铸铁与铝合金零件,因此使用硬质合金丝锥以获得刀具的命。在加工这些材料的工件时,硬质合金丝锥比高速钢丝锥寿命更长。在汽车工业中,丝推换刀时间的减少明显是个重要因素,而硬质合金丝推的命将使换刀时间小化。用表面涂层的小螺旋角硬质合金丝锥在硅含量为8%-12%的铝合金工件上攻丝,其效果很好。用亚微细颗粒(Submicron-grain)硬质合金制作的丝锥,可增加刀具韧性而不降低其硬度,在切削淬硬钢、塑料和难加工镍基合金时效果很好。NORIS公司生产的DL15 Ni系列镍合金丝锥,在一定条件下,可在镍铬铁合金 Inconel 718上连续攻丝200个螺孔以上,而以前重磨才能达到。
丝锥分类
1.按驱动不同分:手用丝锥和机用丝锥
2. 按加工方式分:切削丝锥和挤压丝锥
3. 按被加工螺纹分: 公制粗牙丝锥,公制细牙丝锥,管螺纹丝锥等
4.根据其形状分为直槽丝锥,螺旋槽丝锥和螺尖丝锥。
5.按使用时丝锥攻丝方向又可分为顺扣丝锥和倒扣丝锥。
直槽丝锥
直槽丝锥通用性优,且自身刚性强。所以一般在加工硬度较高的材料(如:40HRC以上的淬火钢)以及切屑呈粉末颗粒状的(如铸铁铸铝)都会直槽丝锥。
国产机用丝锥都标志中径公差带代号:H1、H2、H3分别表示公差带相同的位置,但公差值是不同的。手用丝锥的公差带代号为H4,公差值、螺距及角度误差比机用丝锥大,材质、热处理、生产工艺也不如机用丝锥。H4按规定可以不标志。丝锥中径公差带所能加工的内螺纹公差带等级如下:丝锥公差带代号 适用内螺纹公差带等级
硬质合金刀片、超硬刀片等。它的特点是率、高耐磨,比传统焊接刀片、合金刀片加工效率提高4倍以上。随着涂层技术的不断进步,耐磨、耐高温的关键技术的突破会更进一步的提率