本文選題：數(shù)控銑削　切入點(diǎn)：覆膜砂砂坯　出處：《南昌航空大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：現(xiàn)代鑄件日趨復(fù)雜化、薄壁化和整體化,并對(duì)高質(zhì)量鑄件的制造水平提出更高的要求,這些趨勢(shì)都加大了鑄件制造難度和延長(zhǎng)了制備周期。而無模化數(shù)控銑削砂型技術(shù)是將現(xiàn)代先進(jìn)數(shù)控技術(shù)和傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相結(jié)合在一起的一種全新的制造方法,具有制造速度快、成本低、加工精度高及污染小等優(yōu)點(diǎn),尤其適合于單件、小批量的各類復(fù)雜砂型的快速制造,對(duì)于提升航空、航天及汽車等領(lǐng)域關(guān)鍵零件的制造能力和水平有著重要的作用。國(guó)內(nèi)外對(duì)無�；靶蛿�(shù)控銑削技術(shù)進(jìn)行了一定的研究,并已將數(shù)控銑削的砂型成功應(yīng)用于復(fù)雜零件的制造,但目前在銑削砂坯的制備及數(shù)控銑削加工工藝等仍有一些關(guān)鍵技術(shù)性難題亟待解決,其具體表現(xiàn)在砂型數(shù)控銑削加工中還存在容易崩角、鋸齒邊、裂紋,及砂型表面凹凸、粗糙不平等缺陷。針對(duì)這些問題,本文從適合于數(shù)控銑削加工的砂坯制備和數(shù)控銑削加工工藝入手,采用了角形系數(shù)≤1.1的寶珠砂作為原砂,重點(diǎn)分析了不同粒徑的砂粒級(jí)配對(duì)砂坯性能的影響,進(jìn)行了樹脂含量和固化劑的含量單因素的改變對(duì)呋喃樹脂自硬砂性能的影響實(shí)驗(yàn),并與覆膜砂砂坯進(jìn)行對(duì)比;另外,還著重研究了銑削工藝參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、銑削深度及銑削寬度)對(duì)加工砂型表面粗糙度的影響規(guī)律,并揭示了砂型銑削機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):采用近球形的寶珠砂作為原砂,砂粒表面光滑,砂粒之間不存在相互嵌合,同時(shí),原砂選用粒度級(jí)配140/270目的寶珠砂,相比于70/140、100/200目的粒度級(jí)配更適合于數(shù)控銑削,其主要原因是砂粒排列更緊湊,細(xì)砂填充到粗顆粒間較充分,小顆粒緊密有序的分布在大顆粒之間,使砂粒間的“粘結(jié)橋”數(shù)目增多,“粘結(jié)橋”尺寸減少,砂坯顯微缺陷減少。樹脂砂中的呋喃樹脂的含量對(duì)砂坯強(qiáng)度有著顯著的影響,隨著粘結(jié)劑含量的增加,砂坯的強(qiáng)度和發(fā)氣量呈現(xiàn)上升趨勢(shì),當(dāng)加入量達(dá)到3%時(shí),砂坯抗拉強(qiáng)度達(dá)到1.20MPa,發(fā)氣量達(dá)到18ml/g;而固化劑的含量大于50%后對(duì)砂坯的強(qiáng)度的影響不顯著,反而增加了發(fā)氣量。而2%樹脂含量的覆膜砂砂坯抗拉強(qiáng)度≥3MPa以上,發(fā)氣量?jī)H為10ml/g,結(jié)合數(shù)控銑削和鑄造的特點(diǎn),覆膜砂砂坯運(yùn)用于數(shù)控銑削具有明顯的優(yōu)勢(shì)。覆膜砂砂坯數(shù)控銑削工藝實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:銑削工藝參數(shù)對(duì)加工的砂型質(zhì)量有較大的影響,其砂型表面粗糙度隨著進(jìn)給速度和銑削深度增加而增加,隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加反而減少,而銑削寬度影響不大,影響程度大小順序?yàn)?銑削深度進(jìn)給速度主軸轉(zhuǎn)速銑削寬度;其中在銑削層厚大于2mm時(shí),砂型表面質(zhì)量急劇下降。因此,降低銑削深度和進(jìn)給速度,提高主軸轉(zhuǎn)速可提高砂型加工表面質(zhì)量。在最優(yōu)銑削工藝參數(shù)為n=2000r/min,v=300mm/min,pa=1mm,ea=2mm條件下,采用銑削覆膜砂砂型澆注的鋁合金鑄件表面粗糙度為8.6μm,明顯優(yōu)于同條件下的自硬砂的21.3μm。銑削砂型表面的SEM掃描電鏡表明,砂粒本身完全沒有受到破壞,斷口明顯為砂粒粒之間的“粘結(jié)橋”處斷裂。進(jìn)一步觀察砂屑及表面微觀形貌發(fā)現(xiàn),銑削層厚較大的砂型表面凹坑數(shù)量明顯多于銑削層厚較淺的砂型表面。隨著銑削深度的增加,砂型銑削產(chǎn)生的砂屑由準(zhǔn)連續(xù)粉末為主的切屑逐漸向斷裂塊為主的砂屑轉(zhuǎn)變,致使銑削加工砂型自由平面砂粒隨著塊狀砂屑而出,形成銑削表面出現(xiàn)不同深度的裂紋及凹坑,這是形成砂型表面粗糙的根本原因。在上述研究結(jié)果基礎(chǔ)上,進(jìn)行了典型復(fù)雜葉片砂型的制備,制定和優(yōu)化了適合葉片砂型數(shù)控銑削的粗加工、半精加工和精加工的編程策略、加工參數(shù)和加工刀具,能夠在9小時(shí)短時(shí)間內(nèi)完成了該復(fù)雜砂型的制備,相比于其激光燒結(jié)減少了51小時(shí),同時(shí)還提高了砂型的加工精度和表面粗糙度,實(shí)現(xiàn)了精密砂型的快速銑削。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG547

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