高速銑削的金剛石端銑刀設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 每一個刀齒在切入工件是，要發(fā)生沖擊。由于高速加工技術(shù)可為機(jī)械制造企業(yè)快速響應(yīng)和滿足市場需求提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，因此必將在國內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)中得到快速推廣 .所以我將設(shè)計一系列金剛石端銑刀，希望能彌補(bǔ)我國在高速銑削金剛石刀具研制中的不足。 用金剛石復(fù)合刀片 Compax 銑刀（直徑 254mm,5 個刀齒）銑削 380 鋁合金壓鑄件發(fā)動機(jī)外殼平面，在 v=3050m/min、 vf=2540mm/min 條件下，一個刀刃可加工 18000件，粗糙度 Ra=。而用硬質(zhì)合金 C2（相當(dāng)于 K20）刀具中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 21 頁 只能加工 700~1200 件，刀具的耐用度提高了 50倍 [13]。 其中 PCD 的導(dǎo)熱系數(shù)為 700W/mK，為硬質(zhì)合金的 ～ 9倍，甚至高于 PCBN 和銅，因此 PCD 刀具熱量傳遞迅速； PCD的摩擦系數(shù)一般僅為 ～ （硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為 ～ 1），因此 PCD刀具可顯著減小切削力； PCD 的熱膨脹系數(shù)僅為 10 6～ 10 6，僅相當(dāng)于硬質(zhì)合金的 1/5。 切削鋁和鋁合金時，刀具很容易產(chǎn)生積屑瘤，因而會使加工精度和表面粗糙度惡化。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 21 頁 本課題要研究的問題 本課題的加工對象為硅鋁合金、鎂鋁合金等有色金屬，主要是鋁合金。目前，國際上著名的人造金剛石復(fù)合片生產(chǎn)商主要有英國 De Beers 公司、美國 GE 公司、日本住友電工株式會社等 [12]。如用 PCD刀具可有效加工新型發(fā)動機(jī)活塞材料 —— 過共晶硅鋁合金（對該材料加工機(jī)理的研究已取得突破）；②難加工非金屬材料的加工： PCD 刀具非常適合對石材、硬質(zhì)碳、碳纖維增強(qiáng)塑料（ CFRP）、人造板材等難加工非金屬材料的加工 [11]。與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國在高速刀具技術(shù)方面存在較大差距，其中我國高速刀具技術(shù)與國外的差距主要表現(xiàn)在高性能刀具材料 (包括表面涂層、材料 )的研發(fā)、刀具制造工藝技術(shù)、刀具安全技術(shù)及刀具使用技術(shù)等領(lǐng)域，對于高速切削機(jī)理的基礎(chǔ)共性研究也處于起步階段 [8， 9]。高速加工技術(shù)在生產(chǎn)工藝離散型或混和型企業(yè)（如模具、能源設(shè)備、船舶、航天航空等制造企業(yè)）中得到大量應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展 [11]。 近年來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在大力發(fā)展與高速加工條件相匹配的先進(jìn)切削刀具，開發(fā)出了許多高性能的刀具材料。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。 高速銑削有其獨(dú)特的特點(diǎn) [3]：以高銑削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的銑削工藝要高幾倍，甚至十幾倍 [5]。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 21 頁 目 錄 1 引言……… ………………………………………………………………………… 1 本 課題研究的目的和意義 ………………………………………………………… 1 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………………… 1 本課題要研究的問題 ………………………………………… ………………… 3 小結(jié) ……………………………………………………………………………… 6 2 端銑刀設(shè)計 ………………………………………………………………………… 7 選擇合理切削用量和 銑刀主要幾何參數(shù) …………………………………… … 7 選擇刀片 ………………………………………………………………………… 8 選擇夾緊結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………… … 9 刀墊的選擇 ……………………………………………………………………… 11 刀墊形狀和尺寸計算 ……………………………………………………… … 11 刀片在刀墊上的定位 ………………………………………………………… 12 微調(diào)結(jié)構(gòu) ………………………………………… ………………………… … 14 壓塊尺寸分析 ……………………………………………………………… … 16 刀槽尺寸分析 …………………………………………………………………… 17 刀齒槽尺寸計算 ………………………………………………………… …… 17 刀槽傾角 ? 和偏距 e的計算 ………………………………………………… 22 銑刀刀體結(jié)構(gòu)的選取 …………………………………………………………… 26 小 結(jié) ……………………………………………………………………………… 28 3 刀柄的選擇 ………………………………………………………………………… 30 4 結(jié)論 …………………………………………………………………………… … 31 參考文獻(xiàn)………………………………………………………
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