聚晶金刚石微细立铣刀的设计制造及其微细铣削试验

【摘要】：微细立铣刀的设计制造是微细铣削的关键技术之一,为了获得更高效的加工效率和更长的刀具寿命,微细立铣刀通常由超硬材料(硬质合金、聚晶金刚石、CBN等)加工制造。本篇论文着重于PCD微细立铣刀的设计与制造。主要研究工作如下: 首先,在对近年来文献中出现过的微细立铣刀进行其结构分析的基础上,总结微细立铣刀设计的总体原则和具体要求,确定其设计制造的一般步骤。按照这个步骤,设计多种微细立铣刀结构(微细立铣刀刀头结构、微细立铣刀刀柄结构)。利用ANSYS对微细立铣刀进行结构静力学分析和模态分析。 其次,在回顾电火花加工机理和聚晶金刚石复合片的电火花线切割机理的基础上,设计PCD复合片快丝线切割实验,研究电压脉宽、电压占空比、峰值电流和最大线切割速度对PCD线切割表面质量和PCD层上表面的影响。 再次, PCD微细立铣刀加工制造的步骤可分为以下三个步骤:PCD复合片的切割、PCD刀片与硬质合金刀柄的固结、PCD微铣刀刀刃成型。重点研究后两个步骤,在固结阶段,详细分析设备材料、实验步骤和影响高频钎焊固结强度的因素(温度、钎料等)。在刀刃成型阶段,设计专用夹具和确定刀刃成形的具体步骤。采用上述三步骤制作刀刃直径0.5--0.3mm的◇-Ⅰ型和Δ型PCD微细立铣刀。总结整个PCD微细立铣刀加工制造过程产生的问题,期以改善PCD微细立铣刀的制造工艺。 最后,选取典型的微细结构直槽进行微细铣削试验,研究电火花线切割成形的PCD微细立铣刀的铣削性能。