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多种气流体冷却方式的淬硬钢深切高速铣削研究

白海平  
【摘要】:淬硬模具钢的硬度为50HRC以上,因其高硬度、高耐磨性等优点被越来越广泛地用来制造精密模具。采用高速铣削的方法来加工淬硬模具钢,不仅可以提高生产效率,同时也保证了模具的加工精度和表面质量,减少制造费用。深切高速铣削,可以进一步地提高切削效率,但随之带来一些负面问题:铣削力较大,热量较多,刀具磨损较快。采用有效的冷却润滑条件,可以改善切削摩擦状态,有效降低切削温度,抑制刀具磨损。铣削中常用的冷却润滑方法根据切削介质的状态可分为:自然冷却的干切削、切削液、微量润滑(MQL)、低温微量润滑等。根据淬硬模具钢的特点,找到适合于大切深下的淬硬钢高速铣削的润滑方法,将会大大提高刀具寿命和加工质量。因此,有必要开展深切高速铣削的冷却润滑方式研究。本文以P20淬硬模具钢为研究对象,对大的轴向切深下三种冷却润滑方式展开研究,分别从铣削力、切屑、刀具磨损及机理等方面,通过对比分析与研究发现,空气风冷方式的加工效果最好,其次是油膜水滴,MQL方式最差。本文主要从以下几个方面展开研究:首先,对不同切削速度下的深切高速行切铣削施加空气风冷,研究其铣削力、切屑、刀具磨损的变化特征,研究相应刀具磨损机理。其次,对不同切削速度下的深切高速行切铣削施加油膜水滴,研究其铣削力、切屑、刀具磨损的变化特征,研究相应刀具磨损机理。然后,对不同切削速度下的深切高速行切铣削淬硬钢施加MQL,研究其铣削力、切屑、刀具磨损的变化特征,研究相应刀具磨损机理。最后,将空气风冷、油膜水滴、MQL这三种方式的深切高速铣削的力、热、温度、磨损及机理进行对比分析,以掌握几种冷却方式的加工特征及加工机理。


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