高速銑削的金剛石端銑刀設(shè)計-文庫吧資料
2024-09-06 09:33本頁面
【正文】 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。為了避免積屑瘤和加工硬化，刀刃 必須很鋒利，刀面必須很光潔，金剛石刀具正好符合這些要求，且 與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，可防止因切屑粘在刀尖而劃傷工件，在加工過程中切屑不易粘結(jié)在刀尖上形成積屑瘤 。 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。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(yán)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(yán)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(yán)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。 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。 現(xiàn)在在各個國家的生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用往往占 60％左右，各種高科技只有通過制造技術(shù)才能形成產(chǎn)品。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]。而工業(yè)發(fā)達(dá)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。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]。它首先是由美國通用電氣公司1972 年研制成功的 [10]。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)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為高速數(shù)控機(jī)床與刀具的應(yīng)用。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]。其中聚晶金剛石（ PCD）材料具有高硬度、高耐磨性、各向異性能、高導(dǎo)熱性、低摩擦系數(shù)及低膨脹系數(shù)等特點， PCD刀具可實現(xiàn)有色金屬及耐磨非金屬材料的高速、高精度、高穩(wěn)定性切削加工 [6]。 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。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。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。因此，目前高速銑削技術(shù)在模具制造業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。 高速銑削有其獨特的特點 [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]。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(jī)械工程界和相關(guān)學(xué)者 們 的高度重視 [2]。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
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