淬硬鋼高速銑削加工特征分析與刀具設(shè)計機械系畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-07 17:35:55 本頁面
【正文】 ，然后又加速到給定進給速度，而另一坐標方向由零直接加速到某一進給速度，這時可能由于機床坐標方向的加減速度不足和運動慣性導(dǎo)致過切。而對于拐角兩直線段相交，實際也是曲率半徑無限小的圓弧相交，按理論輪廓加工時也必然出現(xiàn)過切現(xiàn)象。 走刀方式和刀具軌跡的影響前面曾經(jīng)提到數(shù)控加工一般采用順銑方式，也是考慮到對加工精度的影響。表面層殘余拉應(yīng)力容易使表面產(chǎn)生微裂紋，降低疲勞強度，使剛度差的零件發(fā)生變形而降低形狀精度，但殘余壓應(yīng)力則可阻止微裂紋的產(chǎn)生與擴展，提高零件的使用壽命。關(guān)鍵詞：高速銑削 淬硬鋼 模具銑刀 幾何特征1 高速銑削加工表面質(zhì)量與效率分析 高速銑削淬硬模具鋼表面質(zhì)量影響因素已加工表面質(zhì)量，是指零件在加工后的表面層狀態(tài)。主要包括表面粗糙度(表面幾何學(xué)方面的參數(shù))、表面層加工硬化程度和表面層殘余應(yīng)力的性質(zhì)及其大小(表面物理性能方面的參數(shù))等指標。表面加工硬化層雖然會增加其耐磨性，但由于硬化不均勻，同時脆性也增加，降低零件抵抗沖擊的能力，成為發(fā)生裂紋而促使表面破損和疲勞破壞的主要原因。在進退刀時，要采用合適的方法，降低對刀具的沖擊，提高加工精度。（2）刀具補償過程中的過切在實際編程時，常常由于刀具補償在建立或取消時程序軌跡方向不當引起過切；在半徑補償模式下，使用無坐標軸移動類指令，即兩個或兩個以上連續(xù)程序段內(nèi)無指定補償平面內(nèi)的坐標移動，也會導(dǎo)致過切現(xiàn)象。 高速銑削加工效率影響因素分析 切削參數(shù)材料的切除率 ：材料的切除率是指在特定瞬間、單位時間里被刀具切除的工zQ件材料體積。粗加工時，一般是先按照刀具使用壽命的限制確定切削用量，之后再驗算系統(tǒng)剛度、機床與刀具的強度是否允許。 高速銑削加工質(zhì)量與加工效率沖突及解決方案 基本原則從式(1－1)看，增大三要素中任何一個似乎都可以提高生產(chǎn)率，但從刀具壽命與三要素關(guān)系式看，三者的影響程度是不同的， 影響最大， 次之， 最小。②確定進給量 ：粗加工時，進給量 受切削力的限制。在半精加工、精加工時，應(yīng)在一次進給中切除工序余量。cv2 高效模具銑刀設(shè)計 模具銑刀的分類和使用條件 模具銑刀包括圓柱銑刀、圓錐銑刀，其頭型共分 3 類，即直角頭、球頭和圓弧頭。完全直角頭用于壁薄，易發(fā)生振動情況下與必須加工出 清角情況使用。零件轉(zhuǎn)角部分是圓弧 R形時，圓弧頭立銑刀比球頭立銑刀剛性大，加工效率高。圖 2 圓錐銑刀 球頭銑刀球頭銑刀主要用于型腔精加工和復(fù)雜曲面精加工，斜面、成形等。（4）小背吃刀量大進給量對工具壽命有利。粗加工時應(yīng)首先較高的刀具壽命和金屬切除率，加工效率要考慮刀具壽命的限制，應(yīng)設(shè)法控制切削力。它用硬度和熔點都很高的金屬碳化物(碳化鎢 WC、碳化鈦 TiC、碳化鉭 TaC 和碳化鈮 NbC 等)作硬質(zhì)相，用金屬鈷、鉬或鎳等作粘結(jié)相，研制成粉末，按一定比例混合，壓制成型，在高溫高壓下燒結(jié)而成。AlTiN 涂層的硬度隨含鋁量的增加而提高，但增加有一個限度。由于熱脹失配程度和彈性模量的不同，在材料內(nèi)部將形成大小及分布不同的殘余應(yīng)力場。如引入 TiAl、Ti 等中間過渡層可增加涂層的臨界載荷。 陶瓷材料近年來，陶瓷刀具得到快速的發(fā)展。采用粉末冶金工藝方法制粉，壓制燒結(jié)而成。（2）有很好的高溫性能 陶瓷材料具有很高的高溫硬度。Al O 與鋼產(chǎn)粘結(jié)的溫度在231538 以上，比硬質(zhì)合金中各種碳化物的粘結(jié)溫度都高，從而使粘結(jié)磨損減少。有時，可以或得以銑代磨的效果。加之陶瓷的熱導(dǎo)率小，其熱導(dǎo)率僅是硬質(zhì)合金的 1/2～1/5，而熱膨脹系數(shù)卻比硬質(zhì)合金高 10% ～30%，所以熱沖擊性能很差。加工淬火鋼時，刀具壽命比硬質(zhì)合金提高 3～15 倍。（3）化學(xué)穩(wěn)定性好 立方氮化硼具有比金剛石更好的化學(xué)惰性，在 1000 以下時，?不發(fā)生氧化現(xiàn)象，與鐵系金屬在 1200 ～1300 時也不易起化學(xué)反應(yīng)。（5）強度及韌性較差：立方氮化硼的抗彎強度約為陶瓷刀具的 1/5～1/2，一般只用于精加工。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒數(shù) 立銑刀刃齒一般有 2 齒、4 齒、6 齒；6 齒用的較少，最近又增加有 3 齒的。根據(jù)進給量公式： (2－1)nzf??在主軸轉(zhuǎn)速一定的情況下，銑刀每增加一個齒數(shù)，生產(chǎn)效率相應(yīng)增加 50%。多齒較少齒在粗加工切槽時，由于同時接觸刃齒數(shù)量多而較少齒切削阻力大，中心部切屑排除性能也比少齒差，球頭立銑刀磨損時，多齒比少齒的中心刃重磨難。易引起振動缺損，加工表面質(zhì)量不佳。在適當范圍內(nèi)，增大螺旋角可減小受切削力影響的加工表面寬度，提高加工表面精度。結(jié)構(gòu)上難以引起振動，作用在刀刃上的切削力垂直于螺旋角方向，并分解為垂直分力與進給分力，使刀具彎曲的進給分力見效了，故壁面加工精度好。? ?本文設(shè)計的兩把模具銑刀均用于精加工，根據(jù)材料硬度的中間值 60HRC，取螺旋角 30 。隨著淬火鋼硬度的提高，負前角絕對數(shù)值也相應(yīng)增加。考慮精加工階段應(yīng)減小切削振動，前角取 ，后角取 。
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