探析高速切削的Crl2MoV模具应用原理

1绪论

1.1论文的硏究背景、目的及意义
制造业是国民经济的支柱产业，而制造技术水平的高低，更是一个国家科技水平和综合国力的模具毕业论文重要标志。伴随着经济全球化的大趋势，各工业发达国家将先进制造技术作为其提高产业竞争和增强综合国力的根本保证。在此背景下，素来以高效率、高精度、高质量等特点著称的高速切削技术作为先进制造技术的重要组成部分，自然也受到包括欧美、日本、中国等国家在内的重视，它已经成为现代加工技术的重要发展方向之一[lj。近二十年来，高速切削技术的发展速度较快，技术也逐渐成熟，由于它具有多方面的优势，欧美一些发达国家已经在模具制造业、航空航天工业、汽车工业等领域开始普及应用。特别是随着超硬刀具技术的快速发展，高速切削技术已经开始逐渐应用到难加工材料领域，这无疑进一步扩大了高速切削技术的应用范围。国内由于高速切削技术的研究工作起步较晚，无论从理论还是应用方面都跟国外存在较大的差距，特别是对硬度较高的一些难切削材料研究得更少，缺乏对生产有指导作用的技术资料。基于上述问题，本文将研究方向确定为淬硬模具钢高速切削机理的研究，主要用PCBN和陶瓷两种材质刀具高速切削淬硬模具钢，对切削时的切削力、表面粗糙度、刀具磨损、切屑形态等方面进行对比研数控毕业论文究，以期能够得出高速切削淬硬模具钢时的一些基木规律，为实际生产实践作指导，也为高速切削加工技术在高硬度难加工材料的应用推广奠定一定的理论基础。

1.2高速切削加工技术的概述
1.2.1高速切削的发展历程高速切削最早起源于德国的"萨洛蒙假设"，该假设是由德国的萨洛蒙（Salomon)博士在1931年4月27日提出，并被授予了德国专利[2]。图1.1所示为萨洛蒙所描述的切削温度随着切削速度的变化曲线，在曲线中存在三个速度区域，小于Va的区域为传统切削区，大于Vb的为高速切削区，而中间区域为尽量避免的切削加工范围，称为"死谷"（dead valley)，如图中阴影部分所示。图L机电毕业论文2为萨洛蒙根据自己实验数据和猜测绘制的不同材料的切削温度与切削速度的关系曲线13]。20世纪50年代初期，进入到弹射碰撞高速切削研究阶段，该时期由于还没有出现高速切削机床，所以许多研究都采用了弹射碰撞试验方法。该试验利用空气炮装置将高速运动的样件划过静止的刀刃，从而实现高速切削。

2试验设计与试验步骤

本章内容分为两个部分：第一部分为试验设计部分，分别介绍了试验中所用工件材料的选择、刀具材料及几何参数的选择和切削用量的选择；第二部分为试验部分，包括试验目的、试验条件设备和试验步骤。

2. 1试验设计
2.1.1工件材料的选择
本试验使用的工件材料为Crl2MoV，是目前应用较广泛的一款冷作模具钢。它具有淬透性高、耐磨性好和热处理变形小的特点，如，截面长度小于300~400mm时可以完全淬透，在温度为300~40rC的环境下仍然保持良好的硬度和耐磨性。因此被广泛用来制造形状复杂、可经受大冲击载荷的各种模具与工具。例如形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模、拉丝模、滚丝模、冷挤压模等类型的模具以及一些标准刀具和量具。实际生产中冷作模具钢一般都有高硬度的要求，为此，对试验中Crl2MoV工件进行如下热处理，回火两次，每次两小时，工件实际检测硬度为60HRC。其化学成分见表2.1，力学性能见表2.2所示。工件采用直径，长度为300mm的圆棒料进行外圆车削试验，实物见图2.1。

3切削力和表面粗糙度试验........................................17
3.1切削力试验结果分.....................................17
3.1.1切削力信号图分析.....................................18
3.1.2切削用量对静态切削力的.....................................18
3.1.3刀具变量对静态切削力的.....................................20
3.1.4切削力经验公式的建立.....................................21
3.1.4切削力经验公式的检验.....................................22
3.2表面粗糙度试验结果分.....................................24
4刀具磨损对比试验结果.....................................29
4.1刀具寿命对比分析.....................................29
4.2刀具磨损形态对比分析.....................................30
4.2.1前刀面磨损.....................................30

结论
本文通过PCBN和陶瓷两种材质的刀具对淬硬模具钢Crl2MoV进行高速车削，深入研究了高速切削淬硬模具钢吋的切削力、表面粗糙度、刀具磨损和切屑形态的基本规律，最后归纳出以下几点结论：
(1)切削力的大小随着切削速度的增大而减小，随着进给量和背吃刀量的增大而增大，随着刀尖圆弧半径的增大径向力增大很明显。在相同条件下，与陶瓷刀具相比，PCBN刀具切削时的切削力较小。
(2)表面粗糙度随着切削速度的增大而减小，随着进给量和背吃刀量的增大而增大，随着刀尖圆弧半径的增大出现先减小后增大。在相同条件下，与PCBN刀具相比，陶瓷刀具加工后的工件表面粗糙度较小。
(3)三向力中，轴向力Fx最小，径向力Fy和主切削力Fz相接近，与常规切削相比，径向力Fy偏大，所以，高速切削高硬度难加工材料时，对切削系统的稳定性要求较高。
(4)通过试验数据建立的切削力经验公式预测的切削力与实际值存在一定的误差，大约在5%-20%之间，在精度要求不高的情况下，预测值具有一定的参考价值。
(5)切削速度对刀具寿命影响较大，当切削速度增加到241m/min时，PCBN刀具和陶瓷刀具寿命均迅速减小。在相同的切削条件下，PCBN刀具寿命要明显高于陶瓷刀具。