高速铣削的金刚石端铣刀设计.docVIP

目 录 1 引言………………………………………………………………………………… 1 1.1 本课题研究的目的和意义…………………………………………………………1 1.2 国内外研究发展状况…………………………………………………………… 1 1.3 本课题要研究的问题………………………………………… ………………… 3 1.4 小结……………………………………………………………………………… 6 2 端铣刀设计………………………………………………………………………… 7 2.1 选择合理切削用量和铣刀主要几何参数…………………………………… … 7 2.2 选择刀片………………………………………………………………………… 8 2.3 选择夹紧结构………………………………………………………………… … 9 2.4 刀垫的选择……………………………………………………………………… 11 2.4.1刀垫形状和尺寸计算……………………………………………………… … 11 2.4.2 刀片在刀垫上的定位………………………………………………………… 12 2.5 微调结构…………………………………………………………………… … 14 2.6 压块尺寸分析……………………………………………………………… … 16 2.7 刀槽尺寸分析…………………………………………………………………… 17 2.7.1 刀齿槽尺寸计算………………………………………………………… …… 17 2.7.2 刀槽倾角和偏距e的计算………………………………………………… 22 2.8 铣刀刀体结构的选取…………………………………………………………… 26 2.9 小结……………………………………………………………………………… 28 3 刀柄的选择………………………………………………………………………… 30 4 结论 ……………………………………………………………………………… 31 参考文献…………………………………………………………………………… 32 致谢 …………………………………………………………………………………34 1 引言 1.1 本课题研究的目的和意义 随着科学技术的发展，机械制造技术朝着高速、低消耗和高精度的方向迈进[1]。高速加工与精密加工、高能束加工、柔性自动化加工一起，构成了当今机械制造中的四大先进制造技术。高速加工工具系统是高速加工工艺系统的重要组成部分，其中又以刀具的选择和应用至关重要，其性能直接影响高速加工的质量和效率，受到了各国机械工程界和相关学者们的高度重视[2]。为了紧跟时代进步潮流，高速铣削的金刚石端铣刀的研究势在必行。 高速铣削有其独特的特点[3]：以高铣削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的铣削工艺要高几倍，甚至十几倍[5]。由于对高硬度材料进行高速铣削加工可在一定程度上替代磨削从而缩短模具制造周期。因此，目前高速铣削技术在模具制造业也得到广泛应用。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。高速铣削加工可获得较高的金属切除率、很高的加工精度和良好的加工表面质量，因此在现代制造业中受到普遍重视，发展很快[4]。在航空制造业中，高速铣削的主要加工对象为铝合金构件。为提高飞机性能，在飞机结构设计中大量采用铝合金整体框架和薄壁结构，而铝合金高速铣削技术使对此类构件的高效加工成为可能，从而在一定程度上推动了飞机结构的改进[7]。 近年来，工业发达国家都在大力发展与高速加工条件相匹配的先进切削刀具，开发出了许多高性能的刀具材料。目前国内外用于高速切削加工材料的材料主要有：金刚石、立方氮化硼、陶瓷、TiC（N）基硬质合金（金属陶瓷）、硬质合金涂层等[5]。其中聚晶金刚石（PCD）材料具有高硬度、高耐磨性、各向异性能、高导热性、低摩擦系数及低膨胀系数等特点，PCD刀具可实现有色金属及耐磨非金属材料的高速、高精度、高稳定性切削加工[6]。 1.2 国内外研究发展状况 自二十世纪八十年代起，高速加工技术在金属（非金属）传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术的基础上逐步发展成为一门综合性系统工程技术[7]。高速加工技术在生产工艺离散型或混和型企业（如模具、能源设备、船舶、航天航空等制造企业）中得到大量应用和进一步发展[11]。 近年来，我国航天、航空、汽轮机、模具等机械制造行业都程度不同地开始推广应用高速加工技术。高速加工技术的应用主要体现为高速数控机床与刀具的应用。由于种种原因，我国企业应用的高速加工技术及其相关设备大多由国外直接引进，国内对高速加工技术中一些基础共性技术