1 刀桿設計

1. 當使用無后角刀片時，刀桿除了能設置刃傾角e外還能夠設置負前角d，以便在后刀面和加工表面間形成后角，如圖2。在本文所介紹的刀桿上設計了前角架和傾角架，使得前角和刃傾角連續可調，見圖3。前角架和傾角架可繞相互垂直的空間軸線轉動，
2. 軸線在刀尖處相交，以使前角和刃傾角的調整不影響刀尖高度。為了將刀桿的受力變形減到最小，刀桿采用了緊湊的結構以提高剛性。

(a)滾動軸承刀桿側視圖

(b)滑動軸承刀桿側視圖

(c)刀桿正視圖

圖4 表面波紋度檢測裝置

2 實驗條件

1. 刀具及工件材料 刀具材料是BZN-6000CBN 圓刀片，直徑分別為Ø9.5，Ø12.7，Ø23。工件材料為55鋼(GB699-88)，淬火硬度為HRC50～55。試件中心鉆有50mm直徑的通孔，以提高淬透性，在整個截面上獲得均勻的硬度。 #p#分頁標題#e#
2. 波紋度測量裝置 表面波紋度定義為一種表面紋理，其上疊加有表面粗糙度輪廓。但標準中并未提供波紋度的測量方法。本項目中采用了千分表進行測量。千分表固定在刀臺上，見圖4，并沿工件表面移動，5mm采樣長度內的峰谷值作為波紋度數據。實驗中進行了重復測量減小隨機誤差，以重復測量的平均值作為實驗結果。
3. 切削參數 在改變前角、刃傾角、切削速度、進給量的四因素實驗中使用了裝有Ø12.7刀片的SPRT，參數范圍為：前角d=-10°， -17°， -30°;刃傾角e=-10°，-14°， -20°， -28°， -40°;切削速度v=100， 137， 187， 256， 350m/min;進給量f=0.1，0.14， 0.2， 0.28， 0.4mm/r。切削深度為0.05mm，保持不變。實驗數據采用多元回歸的方法進行處理，回歸曲線見圖5。研究中還針對刀片直徑9.5，12.7， 23mm，刃傾角的正負，滾動、滑動軸承的不同進行了波紋度實驗，實驗結果見圖6。

(a)滾動軸承刀桿側視圖

(b)滑動軸承刀桿側視圖

(a)滾動軸承刀桿，Ø23刀片

(b)滾動軸承刀桿，Ø12.7刀片

(c)滑動軸承刀桿，Ø9.5刀片

3 分析討論

4 結 論

1. 所研制的CBN-SPRT采用了彈性卡頭周邊裝卡的方式。為避免刀具工件干涉并驅動刀片轉動，采用了可調的前角和刃傾角。
2. 表面波紋度主要由刀具的轉動偏心和振動造成，振動由強迫振動和自激振動組成。
3. 過大或過小的前角都會加劇振動、加大波紋度。滾切轉速過高過低也會使切削過程穩定性降低，加大波紋。對于裝有滾動軸承和Ø12.7刀片的SPRT，當d=-12°，e=-13°， v=256m/min， f=0.14mm/r時得到的波紋度最小。
4. 裝有小直徑刀片、小間隙滑動軸承的SPRT，更容易產生較好的加工質量。