提高整体硬质合金立铣刀开槽磨削质量和效率的研究

摘要

本文针对企业生产不同规格通用型整体硬质合金立铣刀过程中存在开槽磨削效率较低和大直径高端型整体硬质合金立铣刀分层开槽磨削时出现的机床负载急剧上升、开槽磨削效率较低以及分层磨削配比选择等问题进行研究分析。首先选用两种不同品牌的较大粒度（D76）金属结合剂试验砂轮A、砂轮B和生产使用的砂轮C（D64）进行磨削性能测试，根据磨削过程中机床负载的变化、磨削后立铣刀圆周刃口锯齿的大小、立铣刀前刀面的粗糙度，以及磨削前后的砂轮表面形貌进行对比，研究采用较大粒度（D76）金属结合剂砂轮代替原有较小粒度（D64）砂轮以提高磨削效率的可行性。实验结果显示机床负载从高到低的排列依次为砂轮A>砂轮B＞砂轮C，且砂轮A磨削时的机床负载远比砂轮B和砂轮C大，其磨削的立铣刀刃口锯齿和立铣刀前刀面的粗糙度最大，不符合企业刀具质量标准。砂轮C磨削的立铣刀质量最好，砂轮B磨削的立铣刀质量不如砂轮C，但符合企业标准。砂轮A、B、C修整修锐后的磨粒出刃情况良好，磨削后，砂轮 A仍然有磨粒出刃，但出现磨粒断裂和严重破碎情况较多，砂轮B磨粒出刃情况良好，但有磨粒脱落的现象，砂轮 C磨粒出刃情况较差。进一步对砂轮B和砂轮C的耐用度进行测试，结果表明砂轮C连续磨削到第25件立铣刀时，由于磨粒出刃情况差，砂轮严重钝化，磨削出来的立铣刀前刀面粗糙度变大，不能满足企业的刀具质量标准。而相同条件下，砂轮 B磨削的立铣刀圆周刃口锯齿和前刀面粗糙度都较小，符合企业刀具质量标准。因此，采用砂轮B代替砂轮C对不同规格通用型整体硬质合金立铣刀进行磨削实验，结果显示由于Φ10、Φ12和Φ14立铣刀刚度小，磨削后的立铣刀质量差，不能达到企业刀具质量标准；而对于Φ16和Φ20立铣刀，通过优化磨削参数可在保证立铣刀质量的前提下提高开槽磨削效率30%以上。
　　研究表明Φ20高端型立铣刀开槽磨削过程中机床负载急剧上升的原因是因为柄部第2刀开槽磨削加工余量较大，该部位的切深等于工件的总切深，由于磨削时接触弧长增大，磨削力变大，使得机床负载急剧上升，因此实际生产中只能通过减小第2刀开槽磨削的工件进给速度Vw来降低机床负载，以防断刀。对Φ20高端型立铣刀进行两刀分层磨削实验，结果表明分层磨削深度配比会明显影响开槽磨削的机床负载上升，当两刀的切深相等时，机床负载的上升最慢。在此基础上，采用砂轮B（D76）对Φ20高端型整体硬质合金立铣刀进行两刀等切深开槽磨削，同时把第1刀开槽磨削的工件进给速度Vw从原来工艺的50mm/min提高到70mm/min，结果显示可提高开槽效率15.8%，且机床负载和机床负载波动较小，能够保证砂轮磨削的稳定性和立铣刀的质量。

目录

声明

第 1 章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 整体硬质合金立铣刀开槽磨削加工研究

1.3 课题来源及研究内容

第 2 章 实验内容及方法

2.1 实验材料及其性能

2.2 磨削实验所用的开槽砂轮参数及修整

2.3 工具磨床

2.4 磨削过程中的机床负载

2.5 立铣刀质量检测的评价指标及方法

2.6 砂轮轮廓和表面形貌

第 3 章 两种不同品牌的较大粒度开槽砂轮磨削性能测试

3.1 实验方案

3.2 实验结果分析

3.3 砂轮的耐磨性测试

3.4 本章小结

第 4 章 不同磨削参数对不同规格立铣刀磨削质量和效率的影响

4.1 砂轮线速度对不同规格立铣刀磨削质量和效率的影响

4.2 工件进给速度对不同规格立铣刀磨削质量和效率的影响

4.3 立铣刀开槽磨削参数优化研究

4.4 本章小结

第 5 章 分层磨削深度配比对大直径高端型立铣刀磨削质量和效率的影响

5.1 分层开槽磨削过程解析

5.2 不同磨削深度配比开槽磨削研究

5.3 等切深分层开槽磨削研究

5.4 本章小结

第 6 章 结论及展望

6.1 结论

6.2 需要进一步开展的工作

参考文献

致谢

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