【摘 要】
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精密小型不锈钢零件普遍运用于航空、医疗和通讯等行业。然而,在实际生产中,精密小型不锈钢零件的加工存在着较大的难度。一方面,是由于不锈钢材料的难切削性,其韧性大、切屑
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精密小型不锈钢零件普遍运用于航空、医疗和通讯等行业。然而,在实际生产中,精密小型不锈钢零件的加工存在着较大的难度。一方面,是由于不锈钢材料的难切削性,其韧性大、切屑不易分离等;另一方面,由于零件本身具有精密、小型的特点,故对于切削加工的刀具有更高的要求。对精密小型不锈钢零件切削刀片的研究,不仅有利于解决不锈钢材料难切削的特点,更能提升相应产品的质量,使其更具有市场竞争力。本文以精密小型不锈钢表扣加工过程中所用的切槽(A1、A2)、切断(B1、B2)、C型(C1、C2)、V型(D1、D2;E1、E2)五款硬质合金涂层刀片作为研究对象,从分析五款刀片的结构出发,并对相应的刀片做了涂层和基体的检测。在此基础上,展开切削对比实验,研究几何结构、涂层及基体、切削参数对刀片性能的影响,具体的内容包括:(1)对五款刀片的断屑槽结构进行了系统地分析,并重点建模分析了切槽、切断刀片切削刃空间偏移的特点。对其中切槽、C型刀片的涂层和V型刀片(D1、D2)的基体做了检测,为后续的实验做下铺垫。(2)在此基础上,选取结构不同的E1与E2刀片进行切削力、断屑实验,分析槽型几何参数对切削力和断屑性能的影响。(3)对不同涂层的C型刀片进行磨损实验,从涂层类型和厚度两个角度分析了其耐磨损性能的差异,并研究了失效形式及磨损机理。对基体成分不同的V型刀片(D1、D2)进行磨损实验,探究基体元素成分和WC的致密程度对于刀片破损的影响。并从实际加工角度,研究了不同涂层的切槽刀片(A1、A2)的使用寿命。(4)针对各款刀片(切槽、C型、切断)加工过程中的侧重点,研究了实际工况下的切削参数对于切削效果的影响。对于切槽刀(A1、A2):从切削力、断屑和温度三个角度综合考量,得到了切槽加工的优化参数,A1:Vc=70 m/min,f=0.06 mm/r;A2:Vc=90 m/min,f=0.06 mm/r。对于C型刀片,进行切削力正交实验,分析了切削三要素对于切削力的影响,并建立切削力经验公式。对于切断刀片,着重分析了切削速度和进给量对于表面粗糙度的影响。通过上述的实验研究,对精密小型不锈钢零件的制造有一定的借鉴意义,并且完善了加工所用刀具的相关理论。
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