高速整体硬质合金立铣刀设计及工艺研究

【摘要】： 高速加工技术正成为切削加工的主流,而高速刀具是实现高速加工的关键技术之一。螺旋立铣刀因其切削性能好,加工表面质量高,在高速加工特别是复杂曲面、自由曲面的高速加工中应用非常广泛,是高速加工航空铝合金整体结构件不可缺少的工具。但由于螺旋立铣刀结构形状极其复杂,给设计和制造带来困难。 本文分析了航空铝合金高速加工的特点和对刀具结构的设计要求,设计了正确的刃形形状及几何参数。在对整体式圆柱立铣刀按头型进行分类的基础上,从几何角度的定义出发,对其几何参数进行数学描述,建立了立铣刀的刃形线和截面线的数学方程式。通过三维CAD软件UG强大的表达式功能以及扫描、特征合成等技巧,在UG环境下实现了整体式圆柱立铣刀通用模型的结构设计。 一把优质的刀具,除了要有合理的结构外,刀具的生产制造是发挥刀具优良设计的平台。利用进口设备,采用合理的加工工艺及切削参数,独特的加工方式,保证刀具的制造精度。首先,根据航空铝合金材料的切削特点,确定了硬质合金的牌号及涂层材料的种类、方法;其次,明确了砂轮选择与刀具制造精度和使用寿命、生产效率的关系;再次,确定了各磨削部位的磨削工艺,通过对磨削速度和生产效率的合理搭配,找到效率高速度快的结合点,使刀具在品质上和在生产效率上取得最优化。在质量控制方面采用操作检验合一的质量控制方式。在大量切削实验的基础上,给出了合理的切削参数。同时结合生产实际对部分部件实现了国产化。 最后,通过刀具的寿命试验验证刀具设计的合理性及生产制造的可靠性及质量的可控性。