高速銑削的金剛石端銑刀設(shè)計(存儲版)
【正文】 該在 U點，而不是在 T、 S或 V點。此外，由于金剛石刀具刀刃可長時中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 21 頁 間保 持鋒利，故不會產(chǎn)生鋁屑粘附在刀具上而形成大量毛刺的現(xiàn)象，不僅可大大提高加工表面質(zhì)量，而且可省掉去毛刺工序，機床生產(chǎn)率可提高 1倍。 由于金剛石的耐磨性很高，因此金剛石刀具的耐用度也比硬質(zhì)合金刀具高得多如圖 ， 。但生產(chǎn)實際及研究證明在用普通加工系統(tǒng)中，鋁合金對刀具的磨損相當(dāng)嚴重，更難以獲得較低的表面粗糙度和較高的加工精度，存在很多問題： ，切屑稍粘在刀具上就劃傷已加工表面； ，在切削加工中切屑很容易粘在刀具的前后刀面上，形成積屑瘤的高度也很大，嚴重影響鋁合金加工表面質(zhì)量； 就氧化，切削和工件表面產(chǎn)生的 Al2O3,以及積屑瘤都對刀具發(fā)生磨料磨損，導(dǎo)致刀具磨損嚴重； ，零件溫度升高，尺寸脹大，而切削后溫度下降尺寸下降，尺寸減小，加工尺寸精度難以控制， ，不利于鋁合金加工工業(yè)的發(fā)展。而工業(yè)發(fā)達國家對 PCD金剛石刀具的研究開展較 早，其應(yīng)用已比較成熟。高速加工技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為高速數(shù)控機床與刀具的應(yīng)用。在航空制造業(yè)中，高速銑削的主要加工對象為鋁合金構(gòu)件。高速加工工具系統(tǒng)是高速加工 工藝系統(tǒng) 的重要組成部分，其中又以刀具的選擇和應(yīng)用至關(guān)重要，其性能直接影響高速加工的質(zhì)量和效率，受到了各國機械工程界和相關(guān)學(xué)者 們 的高度重視 [2]。由于對高硬度材料進行高速銑削加工可在一定程度上替代 磨削 從而 縮短模具制造周期。目前國內(nèi)外用于高速切削加工材料的材料主要有：金剛石、立方氮化硼、陶瓷、 TiC（ N）基硬質(zhì)合金（金屬陶瓷）、硬質(zhì)合金涂層等 [5]。 聚晶金剛石復(fù)合刀片 PCD 是用作為面層的定粒度的金剛石微粉，與作為基體襯墊的硬質(zhì)合金在高溫高壓下燒結(jié)而獲得的復(fù)合燒結(jié)體。 PCD 刀具的應(yīng)用范圍已由初期的車削加工向鉆削、銑削加工擴展。加工鋁及鋁合金要求達到高的精度和良好的表面質(zhì)量，都只能采用精加工。 圖 不同刀具材料 的耐磨性 工件材料：鑄造 ALSi20%合金 切削用量： v=1400m/min, mm? /f mm r? ,斷續(xù)切削； 干切（）內(nèi)數(shù)值為加工表面粗糙度， um 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 21 頁 圖 加工硅鋁合金（ Si20%）時金剛石 與立方氮化硼復(fù)合刀片耐磨性比較 1 7 0 / m i n , 0 . 1 / , 0 . 5pv m f m m r a m m? ? ? 金剛石刀具，特別是金剛石復(fù)合刀片，由于抗沖擊性能好，故可用于銑削加工。 鑒于我國現(xiàn)階段的機械加工方面的技術(shù)水平及生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)設(shè) 備等原因，本課題將立足于現(xiàn)狀，以傳統(tǒng)機械加工為基礎(chǔ)，在傳統(tǒng)加工中采用新技術(shù)。 圖 端銑刀刀齒切入時接觸情況 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 21 頁 端銑刀精加工中要求刀具的后角不能太小，后角太小將增大后刀面和已加工表面的摩擦，影響工件的加工精度。 選擇刀片有無中心孔：由于刀片為金剛石材料，質(zhì)硬且脆，加工中心孔的工藝性不好。 選擇刀片內(nèi)切圓直徑 d（或刀片邊長）： 根據(jù)已確定的 pa =1mm,Kr=75o, s? =10o,刀刃的實際參加工作長度 Lse為 1* sin 7 5 * c o s( 1 0 )e p oos aL S inKr Co s s??? ? = 則選用的刀片邊長 L 應(yīng)為 L*Lse=*= 即四邊形刀片的邊長 L。如圖 為刀槽與刀片兩個側(cè)面接觸懂得情況。此種方式作為大直徑端銑刀最簡便的連接方式之一，有其獨特的優(yōu)勢，適用于直徑在 160~500mm 之間的面銑刀。設(shè)計中，通過對刀具幾何角度的一些改進，新型刀具材料的引進，使鋁合金難加工的問題得到了一定的改善。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 參考文獻 .先進制造技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 1999 .高速切削技術(shù)及其應(yīng)用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 3. 徐宏海主編 .數(shù)控機床刀具及其應(yīng)用 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 ，王樹林，董廣強著 .高速加工工具系統(tǒng) .北京： 國防工業(yè)出版社， 2020 .刀具材料及其合理選擇 .北京：機械工業(yè)出版社， 1990 .刀具精確設(shè)計理論與實踐 .北京， 國防工業(yè)出版社， 2020 、張京英 . 難加工材料加工技術(shù)新發(fā)展 . 北京理工大學(xué)機械與車輛工程學(xué)院 ,2020 ，趙軍編著 .數(shù)控刀具材料選用手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 . 先進制造技術(shù) . 北京：機械工業(yè)出版社 ， 2020 10. 馮敬之主編 .機械制造工程原理 ,第一版 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,1999 11. 鄭文 虎，張玉林，詹明榮著 .難切削材料
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