钛合金切削刀具设计开题报告(5)
刀刃磨损量 较大
•采用VC-MD 型号TiAlN 涂层端铣刀( 12mm)对 AlSi H13/JIS SKD61 模具钢材料(52HRC)进行圆弧铣槽加工(槽深 10mm )。铣削速度:313m/min (8300r/min);进给速度:5000mm/min(0 .10mm/齿);加工槽宽分别18mm、16mm、15mm的槽时的铣削参数和加工效果见表1。
由表1可知径向切深 Rd 对圆弧铣槽时的刀具磨损影响较大, R d 越大,刀刃磨损就越明显。圆弧铣槽的优势在于大的轴向切深、减小铣削力、减轻机械振动、提高铣刀耐用度。
(2)螺旋铣孔
用 TiAlN 涂层球头铣刀以螺旋铣削方式加工孔 可获得较高的加工效率和较长的刀具使用寿命。
用VC-2MB R5 型 TiAlN 涂层球头铣刀螺旋铣削15 ×18(mm)孔。螺旋式铣削的轴向进给 率(螺旋前进一周的轴向移动量)可用 Fa 表示。用VC-2MB R3型TiAlN涂层球形铣刀对AlSi H13/JIS SKD61 模具钢材料(52HRC)工件进行螺旋铣孔加工(孔深:9mm ;X 、Y 向进给速度:1500mm/ min ;铣削速度:283m/min ,相当于 15000r/min), 被加工孔径与 Fa 取值的关系所示。合适(铣 100 个孔后的后刀面磨损量约 0.03mm), 表示不合适(铣 20 个孔后刀刃破碎)。Fa取值较小时可加工较大的孔径。当被加工孔径为 9mm 时 , Fa 最大可取值0.6mm , 如超过该值则铣刀磨损将加 剧。由此可知, 铣 100个孔的后刀面磨损量约为0.03mm ,铣500 个孔的后刀面磨损量约为0.05mm ,可见随铣孔数量的增加 ,TiAlN 涂层铣刀的磨损量变化不大 ,其耐用度较高。
3.2组合式精铰刀的设计
在阶梯孔时，用一般方法很难达到设计要求。因此设计了一套精铰刀，使镗孔、铰孔一次完成，经生产应用表明，效果提高倍，加工的产品完全符合设计要求。
3.2.1刀具结构
图3-3 刀杆结构 图3-4 铰刀
该刀具是由刀杆（如图3）和刀体以及焊接在刀体上的硬质合金刀片（如图4）构成
刀杆1:5锥体与刀体1:5锥孔配合，并通过螺母压紧刀具。刀杆与刀体1:5锥面各有键槽，来承受旋转扭矩。它最大的优点是刀杆前有莫氏4号锥孔是用来做精铰前粗镗定心，保证精铰同心度的关键部位。该刀具是阶梯型的专用刀具，为了便于刃磨D、D1等分形成夹角30度。莫氏5号锥体通用于车床、镗床。
3.2.2刀具的几何参数
① 刀具刃前角r=0,适用于脆性金属材料。
② 切削刃前后α=6°，便于润滑。
③ 修光刃后角α=8°，以减少孔壁的摩擦，延长使用寿命。
④ 导锥角Ψ=45°，便于铰刀进入工件内。
⑤ 切削锥角Ψ=12°，切削力比较小。
⑥ 刃带f=0.2mm，修光好。
⑦ 铰刀齿数Z=6,切削量很小。
3.2.3刀具的制作工艺
刃磨各角，必须进行光磨几次，特别是切削刃后角的表面粗糙度不高于Ra0.0002mm，更不能有崩刃。
3.3涂层的选择
因为铣削是 表3-2 削钛合金切削用量
断续切削,铣刀容易崩刃,耐用度低,并且切屑易与刀齿发生粘结现象,粘结严重时会造成崩刃或损伤刀齿.顺铣的切削过程平稳, 刀齿切削路径较逆铣短,切削由厚到薄,减轻切屑粘结现象, 明显改善铣刀的磨损, 提高刀具耐用度,降低表面粗糙度 ,如机床、刀具允许,应尽量采用顺铣。铣削钛合金切削用量见右图。
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