淬硬模具型腔高速铣削加工参数优化的试验研究

摘要

随着模具工业的不断发展，模具制造水平的不断提高，淬硬钢模具的高速铣削加工越来越普及。然而，由于淬硬钢的硬度极高，同时也由于操作人员缺乏相关加工工艺知识，导致加工过程中极易造成刀具早期磨损和破损，从而直接影响模具表面质量。 本文首先对高速铣削的特点、加工工艺参数、表面形貌特征以及表面质量的衡量指标(尤其是表面粗糙度)进仃了较详细的说明，为后续表面质量的检测、加工参数的优选奠定基础。 然后，在政府科技计划项目和企业的支持下，针对直径6mm涂层硬质合金球头立铣刀加工淬硬钢(HRC55)模具型腔进行研究，在高速铣床(最高转速30000r／min)上进行了大量铣削试验，用单因素法研究了国产淬硬钢模具材料(4Cr5MoSiV1)在各种切削参数下对模具型腔表面质量(主要是表面粗糙度)的影响，进行了高速铣削切削用量的优选。 试验结果表明：切削速度vc、进给速度vf和轴向切深ad对模具表面质量的影响规律不尽相同。其中，在做切削速度的试验中，固定每齿进给量和轴向切深，结果显示：随着切削速度提高，表面质量变好，但当切削速度增加到一定值以后，加工表面粗糙度与切削速度变化关系不大；在做进给速度的试验中，固定切削速度和轴向切深，表面粗糙度值随着vf的变大而变大，但并不是简单的线性关系；在做轴向切深的试验中，固定切削速度和进给速度，随着轴向切深从0．05mm变化到0．30mm，试件表面粗糙度值在O．40μm～0．65μm范围内变化，变化不大。综合考虑各种因素，得到优选的加工参数：vc=240m／min、vf=1750mm／min、ad=0．15mm。 最后，以一个典型手机面壳模具型腔的高速加工为例，详细说明了现代模具的高速加工过程。通过实测加工参数优化前后的模具质量，进一步验证了优选的加工参数的正确性。

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1课题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及主要研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2主要研究内容

1.4本章小结

第2章 高速铣削概述

2.1高速铣削的优势及缺陷

2.2高速铣削加工工艺参数

2.3高速铣削加工表面形貌特征

2.3.1铣削过程的简化模型

2.3.2加工表面的形成过程

2.4本章小结

第3章 高速铣削淬硬钢加工参数优化的试验研究

3.1试验用4Cr5MoSiV1材料淬硬模具型腔

3.1.1 4Cr5MoSiV1材料

3.1.2 4Cr5MoSiV1材料的特点

3.1.3 4Cr5MoSiV1材料淬硬模具型腔的制备

3.1.4试验用淬硬模具型腔及其高速加工特点

3.2试验用高速加工机床

3.3试验用高速加工刀具

3.4试验方案

3.5检测设备

3.6数控程序编制

3.7切削速度vc对表面粗糙度的影响

3.7.1加工条件

3.7.2加工试验数据

3.7.3试验数据分析

3.8进给速度vf对表面粗糙度的影响

3.8.1加工条件

3.8.2加工试验数据

3.8.3试验结果分析

3.9轴向切深ad对表面粗糙度的影响

3.9.1加工条件

3.9.2加工试验数据

3.9.3试验结果分析

3.10型腔曲面曲率半径对表面粗糙度的影响

3.11本章小结

第4章 高速铣削淬硬模具型腔实例

4.1模具型腔的结构特点

4.2高速铣削过程

4.2.1加工参数优化后的高速铣削

4.2.2加工参数优化前的高速铣削

4.3加工参数优化前、后的对比测试

4.4本章小结

结论及展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢