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1、3襄樊职业技术学院（毕业）论文襄樊职业技术学院（毕业）论文硬车削加工的特点及应用研究专 业：数控应用技术学 生：冯 鹤指导教师：宋 超教学单位：数控0703学 号：073001788 毕 业 届：2010届2010年6月1日襄樊职业技术学院 机械电子信息工程学院毕 业 设 计（论 文）课 题 任 务 书机械电子信息工程学院数控应用技术专业0703班 学生：冯鹤一、 毕业设计(论文)课题 硬车削加工的特点及应用与研究 二、毕业设计(论文)工作自 2009 年11月 20日起至 2010 年06月 2日止三、毕业设计(论文)进行地点 ：襄樊职业技术学院四、毕业设计(论文)的内容要求：（1）文字要求
2、：文字通顺，语言流畅，无错别字。（2）份量要求：理工类不少于3500字（3）图纸要求（工程设计型）：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，寸标注规范，文字注释必须用工程字书写。提倡学生用计算机绘图。（4）曲线图表要求（工程设计型）：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求采用计算机绘制。（5）编排格式要求：论文外形尺寸以A4纸为准。论文文字排版的字号、字距、行距的大小，以版面清晰、容易辨识和阅读为原则，一般可参考下面要求进行排版：题目和标题用黑体，字号分别用3号和4号；文章段落内容用小4号宋体字，每页32行，每行33字；各级标题序号一
3、律用阿拉伯数字标明；正文中标题一律左顶格。（6）打印份数要求：一律打印2份，1份交指导教师（含电子稿），1份准备答辩用五、教师指定的主要参考文献1.杨学桐，李冬茹，何文立等. 距世纪数控机床技术发展战略研究M.北京：国家机械工业局.2000.2.任东主编 .数控车床操作指南M.湖南:科学技术出版社.2005年第一版目录摘要3关键词31.硬车削及其特点31.1硬车削的定义31.2硬车削的特点42. 硬车削加工的条件42.1硬车削的刀具材料42.2硬车削的刀具选择52.3切削参数的选择52.4对工艺系统的要求53.结束语6参考文献7硬车削加工的特点及应用研究学生：冯 鹤 指导教师：宋 超摘要车削加
4、工时制造业中最基本、最广泛、最重要的一种工艺方法，它直接影响生产效率、成本、能源消耗和环境污染。由于现代科学技术的发展，各种高强度、高硬度的工程材料越来越多地被采用，传统的车削技术难以胜任或根本无法实现对某些高强度、高硬度材料的加工，而现代的硬车削技术使之成为可能，并在生产中取得明显效益。本文对硬车削加工的特点及应用进行了介绍。关键词硬车削定义、特点，刀具材料，切削参数1.硬车削及其特点1.1硬车削的定义 通常所说的硬车削是指把淬硬钢的车削作为最终加工或精加工的工艺方法，样可以避免目前普遍采用的磨削技术。淬硬钢通常是指淬火后具有马氏体组织，硬度高，强度也高，几乎没有塑性的工件材料，硬度HRC5
5、5时，其强度sb=21002600MPa。通常，工件在热处理淬硬之前就已完成粗加工，只有精加工在淬硬状态下进行。精磨是精加工最常用的加工工艺，但其加工范围窄、投资大、生产效率低，易造成环境污染，一直困扰着淬硬钢的经济有效加工。随着加工技术的发展，硬车削代替磨削成为可能，并在生产中取得明显效益。目前采用多晶立方氮化硼(PCBN)刀具、陶瓷刀具或涂层硬质合金刀具等在车床或车削加工中心上对淬硬钢(硬度HRC5565)进行切削加工，其加工精度可达510m，表面粗糙度均方根值平均小于20m。 1.2硬车削的特点 硬车削具有比磨削更高的加工效率，其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5。硬车削往往采用大切削深
6、度、高的工件转速，其金属切除率通常是磨削加工的34倍。车削加工时一次装夹可完成多种表面加工(如车外圆、车内孔、车槽等)，而磨削则需要多次安装，因此，其辅助时间短，表面间位置精度高。硬车削是洁净加工工艺 在大多数情况下，硬车削无须冷却液，事实上，使用冷却液会给刀具寿命和表面质量带来不利影响。因为，硬车削是通过使剪切部分的材料退火变软而形成切削的，若冷却率过高，就会减小由切削力而产生的这种效果，从而加大机械磨损，缩短刀具寿命。车床本身就是一种加工范围广的柔性加工方法，工件装夹快速，采用配有多种刀具转盘或刀库的现代CNC车床很容易实现2种不同工件之间的加工转换，硬车削尤其适合此类加工。因此，与磨削相
7、比，硬车削能更好地适应柔性化生产要求。硬车削可使零件获得良好的整体加工精度 硬车削中生产的大部分热量被切屑带走，不会产生像磨削加工的表面烧伤和裂纹，具有优良的加工表面质量，有精确的加工圆度，能保证加工表面之间高的位置精度。2. 硬车削加工的条件2.1硬车削的刀具材料涂层硬质合金刀具是在韧性较好的硬质合金刀具上涂覆一层或多层耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al2O3等，涂层的厚度为218m，涂层硬质合金刀具与硬质合金刀具相比，无论在强度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提高。陶瓷刀具具有高硬度(硬度HRA9195)、高强度(抗弯强度为7501000MPa)、耐磨性好、化学稳定性好、良好的抗赫
8、结性能、摩擦系数低且价格低廉等特点。使用正常时，耐用度极高，车速可比硬质合金提高25倍，特别适合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可加工硬度HRC62的各类淬硬钢和硬化铸铁。常用的有氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金属陶瓷和晶须增韧陶瓷。CBN含量高的PCBN刀具硬度高、耐磨性好、抗压强度高及耐冲击韧性好，其缺点是热稳定性差和化学惰性低，适用于耐热合金、铸铁和铁系烧结金属的切削加工。复合PCBN刀具中CBN颗粒含量较低，采用陶瓷作豁结剂，其硬度较低，但弥补了前一种材料热稳定性差、化学惰性低的缺点，适用淬硬钢的切削加工。 2.2硬车削的刀具选择在切削灰铸铁和淬硬钢的应用领域，陶瓷刀具和CBN刀具是
9、可供同时选择的，因此进行成本效益和加工质量分析是非常必要的，以确定哪一种材料更经济。通过分析在切削硬度低于HRC60以下和小进给量情况下的工件，陶瓷刀具是较好的选择。PCBN刀具适合于工件硬度高于HRC60情况，尤其是对于自动化加工和高精度加工时更为重要。除此之外，在相同后刀面磨损情况下，PCBN刀具切削后的工件表面残余应力也比陶瓷刀具相对稳定。 使用PCBN刀具干式切削淬硬钢还应遵循以下原则：在机床刚性允许条件下尽可能选择大切深，这样切削区生成的热量使得刃前区金属局部软化，能有效降低PCBN刀具的磨损，此外在小切深时还应考虑采用PCBN刀具，导热性差而使切削区热量来不及扩散，剪切区也能产生明
10、显的金属软化效应，减小切削刃的磨损。 2.3切削参数的选择 工件材料硬度越高，其切削速度应越小。硬车削精加工的适宜切削速度为80200m/min，常用范围为10150m/min，采用大切深或强烈断续切削高硬度材料，切速应保持在80100m/min。一般情况下，切深为0.10.3mm。加工表面粗糙度，要求高时可选小的切削深度，但不能太小，要适宜。进给量通常可以选择0.050.25mm/r，具体数值视表面粗糙度数值和生产率要求而定。当表面粗糙度为Ra0.30.6m，硬车削比磨削经济得多。 2.4对工艺系统的要求 除选择合理的刀具外，硬车削对车床或车削中心并无特殊要求，若车床或车削中心刚度足够，且加
11、工软的工件时能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用于淬硬钢的加工。为了保证车削操作的平稳和连续，常用的方法是采用刚性夹紧装置和中等前角刀具。们普遍认为，硬车削需要高刚性的车床，即硬车削的关键是机床具有足够的刚性，同时刀具、工件、夹紧装置结构紧凑且具有同等的刚性。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋转可以保持相当平稳，现有的设备就可以用于硬车削。 3.结束语经过了半年的学习和工作，我终于完成了这篇论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰， 这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。 参考文献1.杨学桐，李冬茹，何文立等. 距世纪数控机床技术发展战略研究M.北京：国家机械工业局.2000.2.任东主编 .数控车床操作指南M.湖南:科学技术出版社，20053.吴国华.金属切削机床,机械工业出版社,2001.2.4.余英良.数控加工编程及操作.高等教育出版社，2005.13
