淬硬鋼高速銑削加工特征分析與刀具設計機械系畢業(yè)論文(已改無錯字)
2023-07-23 17:35:55 本頁面
【正文】 鏡面效果。此外由于摩擦系數(shù)較小，切削力也比硬質(zhì)合金要小。（5）強度和韌性差，熱導率低：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。加之陶瓷的熱導率小，其熱導率僅是硬質(zhì)合金的 1/2～1/5，而熱膨脹系數(shù)卻比硬質(zhì)合金高 10% ～30%，所以熱沖擊性能很差。當溫度發(fā)生顯著變化時，容易產(chǎn)生裂紋，導致刀片破損；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。 立方氮化硼立方氮化硼是繼人造金剛石之后人工合成的又一種新型無機超硬材料。其結構與金剛石類似，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。加工淬火鋼時，刀具壽命比硬質(zhì)合金提高 3～15 倍。（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。當溫度高達 1370 以上時，才開始由立C?? C?方晶體轉變?yōu)榱骄w而軟化。因此 CBN 適合在高速下加工高溫合金。（3）化學穩(wěn)定性好 立方氮化硼具有比金剛石更好的化學惰性，在 1000 以下時，?不發(fā)生氧化現(xiàn)象，與鐵系金屬在 1200 ～1300 時也不易起化學反應。因此在高速C??下切削淬火鋼，其粘結和擴散磨損比較小，但在高溫時易與水產(chǎn)生化學反應。（4）有較高的熱導率和較小的摩擦系數(shù)：立方氮化硼的熱導率比金剛石低(約為金剛石的 1/2)但遠高于陶瓷材料，且熱導率隨溫度的升高而增加。這一性能對降低刀尖處的溫度大有好處。（5）強度及韌性較差：立方氮化硼的抗彎強度約為陶瓷刀具的 1/5～1/2，一般只用于精加工。根據(jù) CBN 的性能特點，它最適合用于加工高硬度淬火鋼、高溫合金等。通常采用負前角高速切削，以發(fā)揮刀具材料在高溫時相對工件材料的硬度優(yōu)勢。但因其脆性大、耐沖擊性能弱的特點在銑削這種斷續(xù)切削場合受到不少限制。 結構設計 齒數(shù) 立銑刀刃齒一般有 2 齒、4 齒、6 齒；6 齒用的較少，最近又增加有 3 齒的。一般刃齒數(shù)愈多，容屑槽減小，心部實體直徑增大，剛性更高。但排屑性漸差，故一般刃齒數(shù)少用與粗加工、切槽。刃齒數(shù)多用于半精加工、精加工、切淺槽。根據(jù)進給量公式： (2－1)nzf??在主軸轉速一定的情況下，銑刀每增加一個齒數(shù)，生產(chǎn)效率相應增加 50%。在切削長度和每齒進給量一定的情況下，齒數(shù)多的銑刀比齒數(shù)少的銑刀每齒切削次數(shù)減少了，壽命會有相應的提高。另外在每分鐘進給量、轉速一定。多刃比少刃加工表面粗糙度低。多齒較少齒在粗加工切槽時，由于同時接觸刃齒數(shù)量多而較少齒切削阻力大，中心部切屑排除性能也比少齒差，球頭立銑刀磨損時，多齒比少齒的中心刃重磨難。對于球頭銑刀，使用 2 齒。對于錐度模具銑刀，出于延長刀具壽命和加工效率的要求使用 3 齒。 螺旋角 直刃加工時，切削刃全部同時切入工件，同時離開工件，這樣反復作用加工。易引起振動缺損，加工表面質(zhì)量不佳。作用在刀刃上的切削力作用在同一方向上，使刀具彎曲，故壁面加工精度差。立銑刀的螺旋角相當于其他刀具的刃傾角。增大刃傾角，可增加實際工作前角，增加刀齒的鋸削切割作用，使切削平穩(wěn)輕快，同時易于排屑，有利于刀具耐用度、生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量的提高。在適當范圍內(nèi)，增大螺旋角可減小受切削力影響的加工表面寬度，提高加工表面精度。有文獻證明：當立銑刀的螺旋角小于 30 之前，?垂直度誤差隨螺旋角的增大而增大，螺旋角大于 40 以后，又隨螺旋角的增大而減小。?。螺旋刃加工切入工件時，刀刃上某點其受力位置隨刀具回轉而變化。結構上難以引起振動，作用在刀刃上的切削力垂直于螺旋角方向，并分解為垂直分力與進給分力，使刀具彎曲的進給分力見效了，故壁面加工精度好。根據(jù)本論文收集的實驗數(shù)據(jù)，當工件硬度為 50HRC 時，使用 50 螺旋角可獲得較小的表面粗糙度，當工件硬?度為 60HRC 時，使用 30 螺旋角可獲得較小的表面粗糙度，而 30 螺旋角可獲得比較? ?小的銑削力。因此粗加工或精加工 60HRC 的淬硬鋼時螺旋角應取 30 。加工 50HRC 淬硬鋼時，粗加工時螺旋角應取 30 ，精加工時螺旋角應取 50 。? ?本文設計的兩把模具銑刀均用于精加工，根據(jù)材料硬度的中間值 60HRC，取螺旋角 30 。? 幾何參數(shù)（1）前角 0?實驗表明，采用正前角硬質(zhì)合金車刀加工淬火鋼，特別是高硬度淬火鋼時，切削刃幾乎剛開始就會發(fā)生崩刃。因為淬火鋼塑性小，切削抗力大，切削負荷集中在切削刃附近，切削力使刀片受到彎曲作用，這正是硬質(zhì)合金及陶瓷等脆性刀具材料的弱點，常因張應力而產(chǎn)生崩刃破壞。若采用負前角 ，就改變了刀片的受力狀況，??150??～?而硬質(zhì)合金金屬陶瓷的抗壓強度很高，解決了崩刃問題。隨著淬火鋼硬度的提高，負前角絕對數(shù)值也相應增加。但負前角絕對數(shù)值越大，背向力也越大，容易引起振動，
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