【摘要】：大型轎車覆蓋件淬硬鋼模具,具有高硬度、難加工的特點(diǎn),淬硬鋼拼接成整體模具后,由于存在硬度差和切縫間隙,刀具在切削過(guò)縫時(shí)可視為斷續(xù)切削的狀態(tài),受到頻繁的沖擊引起劇烈的振動(dòng),進(jìn)而加大了刀具的磨破損、變形,使拼接區(qū)域表面質(zhì)量難以保證,對(duì)于淬硬鋼拼接件尤其是切縫區(qū)域性能的研究成為現(xiàn)今轎車覆蓋件急需解決的難題,因此本文提出和設(shè)計(jì)了一種帶偏置倒棱圓弧頭銑刀并針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。首先通過(guò)對(duì)帶偏置倒棱圓弧頭銑刀幾何結(jié)構(gòu)以及銑削速度、帶寬和殘留高度的研究,從原理和結(jié)構(gòu)上分析了所設(shè)計(jì)刀具的優(yōu)越性。建立了帶偏置倒棱圓弧頭銑刀的幾何模型以及刃線和倒棱面方程,并結(jié)合MATLAB仿真軟件驗(yàn)證了所建立幾何、刃線模型正確性以及多段圓弧刃線連接區(qū)域的準(zhǔn)確性。然后對(duì)銑刀的磨制檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究,結(jié)合磨削工藝給出具體的刀具制造方案,并從機(jī)床和砂輪等方面進(jìn)行分析及優(yōu)選。根據(jù)所設(shè)計(jì)刀具的結(jié)構(gòu),將槽型截面分成一定數(shù)量離散曲線,通過(guò)對(duì)計(jì)算出的每一離散曲線的邊界點(diǎn)進(jìn)行擬合控制螺旋槽的形狀,并建立UG仿真系統(tǒng)驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性;利用五軸磨床進(jìn)行磨制,分析磨制過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法,并提出了刀具螺旋角、倒棱角度及寬度、圓心位置、刃線磨削精度的檢測(cè)方法。最后設(shè)計(jì)了銑削淬硬鋼拼接件實(shí)驗(yàn),開(kāi)展了帶偏置倒棱圓弧頭銑刀和球頭銑刀在切削力、刀具磨損和表面質(zhì)量等方面的對(duì)比研究。發(fā)現(xiàn)帶偏置倒棱圓弧頭銑刀在硬度拼接間隙處軸、切向力峰值均大于球頭銑刀,但軸向力跳動(dòng)、切向力突變程度均遠(yuǎn)低于球頭銑刀,具有更高的加工穩(wěn)定性;前刀面出現(xiàn)一定范圍的熱影響區(qū)域,磨損主要集中在倒棱面和后刀面上,有效提高了刀具的抗破損性能;前刀面磨損以氧化、擴(kuò)散磨損為主;后刀面磨損以磨粒磨損和涂層破壞為主,并隨著磨損增加出現(xiàn)氧化、擴(kuò)散等作用機(jī)制;切縫兩端的表面形貌、高度差和擠壓破損區(qū)域等評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)于球頭銑刀,加工表面質(zhì)量更為優(yōu)異。
【圖文】：

本課題來(lái)源于：國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目“轎車覆蓋件用大型淬硬鋼模具高品質(zhì)加工技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：51235003）。國(guó)家重大科技專項(xiàng)“復(fù)雜數(shù)控刀具創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)”（課題編號(hào)：2012ZX04012021-006）。1.1.2 課題研究背景和意義現(xiàn)今，隨著汽車領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)模具的需求越來(lái)越大，其中轎車覆蓋件模具鋼材料，屬于典型的高強(qiáng)度、高硬度材料[1]，如圖 1-1 所示。大型轎車覆蓋件模具由多硬度淬硬鋼模具以及帶有不同缺陷的自由型面拼接而成，因此其加工制造難度較大，難以保證加工質(zhì)量和精度，為了保障大型轎車覆蓋件型面具有優(yōu)良的表面質(zhì)量，在加工中需要避免多次更換刀具，盡量使用同一把刀具進(jìn)行加工[2]，大型轎車覆蓋件模具的高速銑削加工已成為世界各國(guó)重點(diǎn)研究的關(guān)鍵技術(shù)，，如圖 1-2 所示為轎車覆蓋件分解示意圖，目前我國(guó)對(duì)于加工多硬度淬硬鋼拼接件產(chǎn)生的刀具振動(dòng)以及使用壽命不足的問(wèn)題還沒(méi)有提出較完善的解決辦法，嚴(yán)重影響了汽車模具的加工效率和精度，因此對(duì)于多硬度淬硬鋼拼接件精密銑削加工技術(shù)的研究迫在眉睫。

本課題來(lái)源于：國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目“轎車覆蓋件用大型淬硬鋼模具高品質(zhì)加工技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：51235003）。國(guó)家重大科技專項(xiàng)“復(fù)雜數(shù)控刀具創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)”（課題編號(hào)：2012ZX04012021-006）。1.1.2 課題研究背景和意義現(xiàn)今，隨著汽車領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)模具的需求越來(lái)越大，其中轎車覆蓋件模具鋼材料，屬于典型的高強(qiáng)度、高硬度材料[1]，如圖 1-1 所示。大型轎車覆蓋件模具由多硬度淬硬鋼模具以及帶有不同缺陷的自由型面拼接而成，因此其加工制造難度較大，難以保證加工質(zhì)量和精度，為了保障大型轎車覆蓋件型面具有優(yōu)良的表面質(zhì)量，在加工中需要避免多次更換刀具，盡量使用同一把刀具進(jìn)行加工[2]，大型轎車覆蓋件模具的高速銑削加工已成為世界各國(guó)重點(diǎn)研究的關(guān)鍵技術(shù)，如圖 1-2 所示為轎車覆蓋件分解示意圖，目前我國(guó)對(duì)于加工多硬度淬硬鋼拼接件產(chǎn)生的刀具振動(dòng)以及使用壽命不足的問(wèn)題還沒(méi)有提出較完善的解決辦法，嚴(yán)重影響了汽車模具的加工效率和精度，因此對(duì)于多硬度淬硬鋼拼接件精密銑削加工技術(shù)的研究迫在眉睫。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG714

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590359