高速銑削的金剛石端銑刀設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-09-10 09:33本頁(yè)面
【正文】 …………………………………………………………………… 17 刀齒槽尺寸計(jì)算 ………………………………………………………… …… 17 刀槽傾角 ? 和偏距 e的計(jì)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)………………………………………………………………… ………… 32 致謝 …………………………………………………………… …………………… 34 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 21 頁(yè) 1 引言 本 課題研究的目的和意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)朝著高速、低消耗和高精度的方向邁進(jìn) [1]。高速加工與精 密加工、高能束加工、柔性自動(dòng)化加工一起，構(gòu)成了當(dāng)今機(jī)械制造中的四大先進(jìn)制造技術(shù)。 為了緊跟時(shí)代進(jìn)步潮流， 高速銑削的金剛石端銑刀 的研究勢(shì)在必行 。由于對(duì)高硬度材料進(jìn)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。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。高速銑削加工可獲得較高的金屬切除率、很高的加工精度和良好的加工表面質(zhì)量，因此在現(xiàn)代制造業(yè)中受到普遍重視，發(fā)展很快 [4]。為提高飛機(jī)性能，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量采用鋁合金整體框架和薄壁結(jié)構(gòu)，而鋁合金高速銑削技術(shù)使對(duì)此類(lèi)構(gòu)件的高效加工成為可能，從而在一定程度上推動(dòng)了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn) [7]。目前國(guó)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]。 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r 自二十世紀(jì)八十年代起，高速加工技術(shù)在金屬（非金屬）傳統(tǒng)切削 加工技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展成為一門(mén)綜合性系統(tǒng)工程中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 共 21 頁(yè) 技術(shù) [7]。 近年來(lái)，我國(guó)航天、航空、汽輪機(jī)、模具等機(jī)械制造行業(yè)都程度不同地開(kāi)始推廣應(yīng)用高速加工技術(shù)。由于種種原因，我國(guó)企業(yè)應(yīng)用的高速加工技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備大多由國(guó)外直接引進(jìn)，國(guó)內(nèi)對(duì)高速加工技術(shù)中一些基礎(chǔ)共性技術(shù)的自主性研究不足，因此影響了對(duì)高速加工技術(shù)的優(yōu)化、集成和推廣應(yīng)用。 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。 通過(guò)對(duì)近年來(lái) PCD 刀具應(yīng)用的分析可見(jiàn)， PCD 刀具主要應(yīng)用于以 下兩方面：①難加工有色金屬材料的加工：用普通刀具加工難加工有色金屬材料時(shí)，往往產(chǎn)生刀具易磨損、加工效率低等缺陷，而 PCD刀具則可表現(xiàn)出良好的加工性能。 現(xiàn)在我國(guó)還沒(méi)有研制出用于高速銑削的金剛石端銑刀，就金剛石刀片的研究和應(yīng)用也處于起步間段。自 1953 年在瑞典首次合成人造金剛石以來(lái)，對(duì) PCD 刀具切削性能的研究獲得了大量成果， PCD 刀具的應(yīng)用范圍及使用量迅速擴(kuò)大。 PCD 刀具的應(yīng)用范圍已由初期的車(chē)削加工向鉆削、銑削加工擴(kuò)展。由于歷史的原因，我國(guó)的制造技術(shù)發(fā)展曾受到一些冷遇，工藝知識(shí)沒(méi)有被重視，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保 證，刀具設(shè)計(jì)跟不上，我國(guó)的許多產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力。其強(qiáng)度和硬度低、導(dǎo)熱性好、塑性較低。 金剛石是加工鋁合金，特別是高硅鋁合金最有效的刀具材料，也是這種刀具材料使用的最廣泛的加工領(lǐng)域。加工鋁及鋁合金要求達(dá)到高的精度和良好的表面質(zhì)量，都只能采用精加工。金剛石 刀具材料的變形系數(shù)很低，可減少因刀具的變形而引起的加工誤差?？梢?jiàn)金剛石刀具熱變形小，加工精度高。例如，用金剛石復(fù)合刀片 Compax 加工耐磨的硅鋁合金活塞，在v=170m/min、 ap=、 f=，每個(gè)刀刃可加工 50000 件，活塞外徑公差在 范圍內(nèi)，表面粗糙度達(dá) 。 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(jì)說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 加工硅鋁合金（ Si20%）時(shí)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。用硬質(zhì)合金銑刀每天都要換刀，每月停機(jī)換刀時(shí)間為 ，而金剛石銑刀每月?lián)Q刀時(shí)間僅 [14]。而用 C2（ K20）硬質(zhì)合金銑刀時(shí)，一個(gè)刀刃只能加工 40
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