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-在線瀏覽
2025-08-09 17:35本頁面
【正文】 間殘留高度為定值，刀具軌跡行距疏密一致。cvfpa (1－2))/(/11pnmcTafvC?在刀具壽命已經(jīng)確定的條件下，欲使 三者乘積即金屬切除率最大，無疑應(yīng)fvpc首先選擇盡量大的背吃刀量 ，其次再選擇盡量大的進給量 ，最后依據(jù)三要素與p f刀具壽命關(guān)系式計算確定切削速度 。除留給以后工序的余量papa外，其余的粗加工雨量盡可能依次切除，以使走刀次數(shù)最少。在工藝系統(tǒng)強度和剛f f度允許的情況下選擇較大的進給量。c（2)半精加工、精加工切削用量的選擇①確定背吃刀量 ：半精加工的余量較小，約在 1～2mm 左右，精加工余量更小，pa約在 ～ 之間。②確定進給量 ：半精加工和精加工的 值較小，產(chǎn)生的切削力不大，故進給f pa量主要受到表面粗糙度的限制，一般選得較小。③確定切削速度 ：半精加工、精加工的 和 較小，切削力對工藝系統(tǒng)的剛cvpaf度影響較小，消耗功率較少，故切削速度 值受刀具壽命和已加工表面質(zhì)量的限制。圖 1 為整體直角頭圓柱銑刀結(jié)構(gòu)示意圖。立銑刀又可分為帶小倒角的直角頭與完全直角頭。帶小倒角直角頭用于完全直角頭易破?90損時，若用它也發(fā)生破損，則需要再改用圓弧頭立銑刀。圓弧頭立銑刀可以加工有轉(zhuǎn)角 R 的側(cè)面型模的等高線。在高硬材料加工、高速大進給加工、深雕三維加工時，直角頭立銑刀頭會產(chǎn)生缺損，用圓弧頭立銑刀代之，刀頭抗缺損性能可大為提高。 圓錐銑刀主要精加工模具拔模面，如模具型腔和外輪廓，如圖 2 所示。球頭立銑刀應(yīng)用時注意事項為：（1）在高速加工機床上高速加工時，應(yīng)使用夾緊力大、剛性好的銑削夾頭。（3）加工時立銑刀應(yīng)盡量縮短伸出量(只伸出需加工長度)。（5）盡可能用等高線加工方法加工，不易損傷刀具。在現(xiàn)有條件下，高速銑削時機床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在 10000r/min 以上，選擇刀具時應(yīng)考慮加工階段不同而采用不同的刀具選擇方法。精加工時主要考慮高的表面質(zhì)量控制表切削振動。圖 4 加工示例 銑刀材料性能比較 涂層硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是用粉末冶金工藝制成的。在高速切削條件下，廣泛使用的是有涂層的硬質(zhì)合金銑刀。當(dāng) Al 含量超過 50%時，為了區(qū)別于 TiAlN，有人稱其為AlTiN。涂層材料的切削性能除了受材料本身特性影響之外。由于熱脹失配程度和彈性模量的差別對材料性能的影響最大。從降低殘余拉應(yīng)力、提高材料強度的角度上講，應(yīng)使基體與涂層的熱膨脹系數(shù)更接近，彈性模量差較?。坏珡臍堄鄳?yīng)力增韌和微裂紋增韌、提高材料斷裂韌性的角度來看，存在適當(dāng)?shù)臍堄鄳?yīng)力又是必要的。除了選擇匹配的材料外，在工藝中也可采取多種方法來改善 TiAlN 膜層與高速鋼和硬質(zhì)合金等基體的結(jié)合強度。涂層刀具在使用過程的磨損形式主要表現(xiàn)為中速時磨粒磨損和粘著磨損、高速時的擴散磨損和粘著磨損,最后失效形式多為刀刃微區(qū)剝離,其機理是涂層中、涂層間和基體內(nèi)部的裂紋產(chǎn)生和擴展。在目前的技術(shù)條件下，涂層硬質(zhì)合金應(yīng)用廣泛，而且針對 TiAlN 涂層進行了廣泛的切削試驗，因此刀具材料選擇 TiAlN 涂層硬質(zhì)合金。一方面由于高硬度難加工材料的不斷增多，迫切需要解決刀具壽命，提高生產(chǎn)率。陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔點都很高的 Al O 、 等氧化物，再加234NSi入少量的金屬碳化物、氧化物或純金屬等添加劑。與硬質(zhì)合金相比，主要有下列特點：（1）有很高的硬度和耐磨性 陶瓷的硬度達 91～95HRA，超過硬質(zhì)合金，其耐磨性為一般硬質(zhì)合金的 5 倍。加工鋼材時，壽命可高達硬質(zhì)合金的 10～20 倍，在高速切削時，約為碳化鈦基硬質(zhì)合金的兩倍。當(dāng)切削溫度達 760 時，C?硬度為 87HRA(相當(dāng)于 66HRC)，1200 時，仍能保持 80HRA 的硬度。C?（3）有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗粘結(jié)性能：陶瓷與金屬的親和力較小， Al O 陶瓷23的化學(xué)惰性優(yōu)于 TiC、WC 和 Si N ，它與金屬相互反應(yīng)的能力比很多碳化物、氮化34物、硼化物都低，即使在熔化溫度與鋼也互不作用。AlC?O 在高溫下不易氧化，即使切削刃處于赤熱狀態(tài)，也能長時間連續(xù)切削。（4）摩擦系數(shù)低：能減小切屑、刀具和工件之間的摩擦，產(chǎn)生粘結(jié)和積屑瘤的可能性減小。在高速精密銑削時，被加工工件可獲得鏡面效果。（5）強度和韌性差，熱導(dǎo)率低：陶瓷刀具材料的最大缺點是脆性大，抗彎強度和沖擊韌度比硬質(zhì)合金低，承受沖擊負荷的能力差。當(dāng)溫度發(fā)生顯著變化時，容易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致刀片破損；切削時，一般也不宜使用切削液，這些缺點大大限制了陶瓷刀具的使用范圍。其結(jié)構(gòu)與金剛石類似，重要性能如下：（1）硬度高 立方氮化硼具有僅次于金剛石的硬度和耐磨性，比硬質(zhì)合金和陶瓷高得多，能在較高切削速度下保持加工精度。（2）熱穩(wěn)定性好 立方氮化硼具有比金剛石更好的熱穩(wěn)定性，其耐熱性可達 1300～ 1400 ，其高溫硬度高于陶瓷刀具。因此 CBN 適合在高速下加工高溫合金。因此在高速C??下切削淬火鋼，其粘結(jié)和擴散磨損比較小，但在高溫時易與水產(chǎn)生
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