钼铬铸铁球头铣削表面完整性研究

发布时间：2021-07-07 23:40

　　随着我国汽车工业技术的持续发展,各地的汽车厂商竭力推陈出新,在充分满足生产技术要求的前提下,加速模具生产研发过程,成为汽车生产企业的重要任务。本文将汽车覆盖件模具常用材料钼铬铸铁作为研究对象,开展了钼铬铸铁球头铣削斜面及曲面表面完整性研究,建立了表面质量预测模型,并进行了铣削加工参数优化研究。主要内容如下:完成了钼铬铸铁球头铣削斜面表面完整性研究。首先,通过深入分析研究了斜面球头铣削过程及影响因素,设计了各因素下的铣削试验。通过刀具位姿试验,研究了走刀方式和斜面倾角对于铣削加工表面完整性的影响规律;结果表明:采用水平向上的走刀加工产生的铣削力最小,表面完整性最好;铣削力及表面粗糙度随钼铬铸铁工件斜面倾角不断地增大,表现出先减小后逐渐增大的变化趋势。通过多因素正交试验研究了铣削参数对表面完整性的影响规律,结果表明:表面粗糙度随每齿进给量和径向切深的增加明显增大:又通过试验测量数据完成了粗糙度预测模型建模,为进行后续参数优化提供了有力支撑。完成了钼铬铸铁曲面球头铣削表面完整性研究。通过分析研究曲面球头铣削加工过程的特点,设计了由凸曲面及凹曲面复合而成的正弦曲面球头铣削试验。根据正弦曲面曲率... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２汽车外覆盖件模具典型型面??本文以钼铬铸铁为主要研究的对象，通过研究和分析钼铬铸铁材料模具的??

?第２章钼铬铸铁球头铣削表面完整性研究???第２章钼铬铸铁斜面球头铣削表面完整性研究??汽车外覆盖件模具典型型面通常由斜平面及曲面复合构成，其中斜平面加??工占据模具制造的重要部分。在实际的模具加工过程中，通常使用球头铣削来加??工带有角度的倾斜平面，模具加工的表面完整性对模具的机械性能、物理性能及??使用性能有重要影响。本章节通过分析球头铣削过程，根据设计试验和分析结??果，研宂了走刀路径、斜面倾角及铣削参数对模具加工表面粗糙度、残余应力和??表面硬度等主要指标的影响规律。??２．１球头铣削加工过程分析??因为球铣刀具有良好的法矢方向自适性，铣削加工中的运动路线更加容易??被控制，所以被普遍应用于模具的精密铣削加工中。球头铣削模具加工的刀具运??动的几何过程直接地影响着过程产生的铣削力及铣削后的尺寸精度与表面质量。??在多轴球头刀具铣削加工中，刀具姿态作为非常重要的一个参数，对刀具的表面??完整性也会产生很大的影响，而在三轴铣削中主要体现为各种走刀路径和斜面??倾角的影响。??２．１．１刀具位姿分析??？?／Ｖ??ｉＮ?＼?－Ｂ?！?＋）８?／??愚鳥??（ａ）前倾角?（ｂ）侧倾角??图２－１刀具位姿示意图??刀具位姿是指多轴铣削时的球头铣刀刀轴和模具表面法矢线具备一定的夹??角。如图２－１所示，多轴铣削加工时的刀具姿态是指进给方向上形成的前倾角??及步进方向上形成的侧倾角Ｐ？。＆为刀轴轴线与铣削加工进给方向的夹角，其??９??

山东大学硕士学位论文??绝对值大小和正负关系分别表示刀轴相对于进给方向倾斜的程度和方向。／？？则??为刀轴轴线与步进方向的夹角，其绝对值大小和正负关系分别表示刀轴相对于??步进方向倾斜的程度和方向。??当前模具加工行业实际加工生产中，通常使用三轴立式加工机床来进行模??具加工生产。当通过三轴球头铣削加工带有斜角的平面时，刀具位姿主要表现为??不同的走刀方式及斜面倾角，其中ＶＤ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｄｏｗｎｗａｒｄ）为垂直向下走刀方式；??ＶＵ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｕｐｗａｒｄ）为垂直向上走刀方式；ＨＤ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?Ｄｏｗｎｗａｒｄ）为水平向下??走刀方式；ＨＵ（ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＵｐｗａｒｄ）为水平向上走刀方式，如图２－２所示［６２］。??图２－２三轴斜面铣削走刀方式??当其它参数均保持固定时，刀具位姿直接影响着刀－工接触关系，导致了有??效铣削速度的变化，从而对铣削力和铣削温度都会产生很大的作用，最后直接影??响到最后的表面质量，所以对刀具位姿进行调整对于斜面铣削后的模具质量好??坏产生重要影响。??２．１．２刀尖参切情况分析??ｈ?Ｉ?Ａ?Ｕ?￣?知?ｊ??（ａ）刀尖低于工作表面?（ｂ）刀尖高于工作表面??图２－３球头铣刀刀尖参切图??当使用球头铣刀完成铣削加工时，由于刀具半球体结构的旋转，刀尖位置的??有效铣削速度基本为零。当刀－工接触过程中，如果刀尖参与的铣削工作，通常??１０??


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