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1、合肥工业大学硕士学位论文高速铣削淬硬钢的应用研究姓名：沈则亮申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：韩江20081101高速铣削淬硬钢的应用研究摘 要由于高速切削具有切削效率高，加工质量高，能直接加工淬硬钢件，良好的经济性等特点，高速切削技术己成为当今先进制造技术的一个重要发展方向。随着高速切削技术的发展，为更好的解决加工淬硬钢材料问题提供了有效的途径。但是，作为一种全新的切削方式，我国在该加工领域的研究整体技术水平不高，目前尚没有完整的参数可供选择，也没有许多加工实例可供参考，缺乏合适的刀具选择方法。另外，数控编程技术还不适应高速切削要求，在数控编程系统中需要采用合适的编程策略来
2、解决这些问题。本文主要从高速加工的起源与高速铣削淬硬钢的机理、定义、优缺点、关键技术等方面，系统、全面的研究高速铣削淬硬钢的加工工艺方案和刀具选择方法以及高速铣削淬硬钢的编程策略问题。主要的研究成果如下：(1)进一步系统的论述了高速加工技术的机理、定义与高速铣削淬硬钢的特点，提出了高速铣削淬硬钢存在的问题以及在淬硬钢加工中应用HSM的必要性和可行性。(2)进一步系统的研究高速铣削淬硬钢的工艺系统。从应用的角度出发，全面的阐述了机床、刀具、刀具夹持系统、CAM软件系统的选择方案。(3)通过理论分析和实验研究的方法，系统的研究高速铣削淬硬钢工艺参数的选择方案，为高速铣削淬硬钢提供了部分具有一定参考
3、价值的数据和图表。(4)提出了高速铣削淬硬钢工艺方案和编程策略。(5)通过分析模具企业实际运用高速铣削加工淬硬钢模具的典型实例，进一步证实了高速铣削淬硬钢的应用优势及前景。关键词：高速铣削加工 淬硬钢 工艺与编程策略 应用研究Applied study on highspeed milling hardened steelAbstractThe HSC(highspeed cutting)technique has much excellence，for example，the cutting action effectiveness，The process quality is high，B
4、e able to directlyprocess quench stiff steel and well economy，So The HSC technique has beenturned into important developmental direction of advanced manufacture techniquetodayAlong with the development of HSC technique，it is able to afford effectivepasses for processing quench stiff steelBut，The HSC
5、 is one kind of bran-newcutting means，the holistic technique level of the researches in this field is not tallin our country，at present，we have no integrated parameter to supply selection andno much artifactitious example to supply references and no right ways in selectingmachining toolsOtherwise，nu
6、merical control programme technique iS not adapt todemand of HSC，we need right programme strategy to resolve these problem innumerical control systemBase on the origin of HSC technology and the mechanism，virtue andshortcoming，key technique of high-speed milling quench stiff steelThe papermainly disc
7、ourse upon the proj ect of process technics and the right ways inselecting machining tools and the programme strategy to high-speed millinghardened steelThe main research finding iS as follows：(1)The paper systemic discourses upon the mechanism，definition of HSCand the characteristic of highspeed mi
8、lling quench stiff steel，It puts forward theproblem of highspeed milling hardened steel and highspeed milling hardenedsteel is indispensable and feasible(2)The paper systemic studys the technologic system of highspeed millinghardened steelAcrosstheaboard discourses upon the select proj ect of machin
9、etools，cutting tools，fixing and CAM software system(3)Base on academic analysis and experimentation，itsystemic discoursesupon the parameter of process technics and offers some data and diagrams of HSM(4)It puts forward the proj ect of process technics and programme strat-egy ofhighspeed milling hard
10、ened steel(5)According to the analysis of a representative example which the HSMtechnique applies in machining hardened steel mould，it confirms the applicationpreponderance and foreground of high-speed milling hardened steelKeyword：HSM hardened steel technic and programme strategy appliedstudy插图清单卜1
11、切削速度和切削温度的关系(萨洛蒙曲线)1卜2萨洛蒙不同金属的切削速度与切削温度关系曲线11-3高速与超高速切削速度范围221高速电主轴结构示意图一92-2直线伺服电动机驱动的高速单元93一l高速切削时作用在剪切面上的力2532切削速度对剪切角的影响253-3铣刀有效直径计算2834圆角平底立铣刀283-5材料硬度系数293-6刀长直径系数2941传统加工方式3342高速加工方式3343刀具轨迹的拐角处理394-4切削方式4045轮廓切向进刀退刀4146曲面切削进刀退刀4 14-?螺旋进刀退刀424-8直线进刀圆弧进刀4249圆弧切入切出424一l 0行间刀路的圆滑转接43411层间刀路的圆滑转
12、接435一l压铸模零件图4652 GTV一97机床475-3 CCRS系列圆鼻铣刀一4854 HB系列球头铣刀4855 CCEB系列球头铣刀。4856 C。CES系列端铣刀4857程序后处理界面545-8模拟加工5559后处理程序格式选择55510后处理程序设定5651l后处理程序文件56图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图表格清单表21各种冷却润滑系统的优缺点11表2-2国际著名机床制造企业近年来研发的高速机床1 2表2-3在CIMT2005展览会上展出的部分国产高速机床12表2-4常用刀具材料的机械物理性能1 3表25各刀具所适合加工的工件材料1 4表26不同
13、CBN含量PCBN刀具的加工用途l 5表2-7几种典型刀柄结构和性能对比1 7表31三种刀具的特性22表32 DLSF刀具加工不同材料时PCBN刀具几何角度的应用实例24表33不同刀具加工不同硬度材料切削速度范围-27表34常用刀具的有效直径与不同的径向进给量之间的关系28表35 CCEB系列球头铣刀铣削用量参考值30表36淬硬钢高速铣削用量数据库部分数据3 0表37高速铣削淬硬钢(4858HRC)切削用量3 1表38不同方案确定的铣削用量3 1表41各种冷却润滑系统的适用场合对比38表42 Machining Strategist编程软件高速切削的走刀方式45表51 DIEVAR材料主要化学成分46表52 DIEVAR材料物理机械性能46表5-3 GTV-97机床主要技术规格47表54刀具参数表
