整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究

整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究:2013-5-9 11:58:15毕业论文(科学研究报告)题目整体硬质合金立铣刀角度参数及刀型结构对其切削性能影响的研究院(系)别机电及自动化学院专业机械工程及自动化级别 2008摘要本文阐述了整体硬质合金立铣刀的发展现状与目前国内整体硬质合金刀具的大体水平，并对金鹭公司的整体硬质合金立铣刀做了个简单的介绍。

后面，在角度参数方面对几把金鹭公司的整体硬质合金平头立铣刀的几个重要参数(前角、后角、螺旋角、尖角保护)进行切削性能的研究实验。

其次，在刀型结构上选择金鹭公司铝合金立铣刀与模仿某知名公司的做的铝合金立铣刀做对比切削实验，得出刀具刀型结构对切削性能的影响。

在以上的基础上,对金鹭公司平云系列2刃、3刃平头立铣刀对切高硬材料(HRC?40)易先在底刃与圆周刃交接处先崩刃的现象提出改进方案，并实验分析。

最后通过实验现象数据与切削磨损图片对比分析可以得出以下结论: 1. 前角大，刃口锋利，切屑变小，切削力小，切削轻快。

但易产生崩刃,影响切屑形态，前角小切屑变形大，易折断。

立铣刀的螺旋角越大,工件与刀刃的接触线越长,施加到单位长度的刀刃上的负荷就会越小,从而有利于刀具的寿命。

但另一方面,螺旋角增大,切削抵抗的轴方向分力也增大,使得刀具容易从刀柄中脱落。

对切削高硬材料，减小后角有利于增大刀刃的强度，从而可以提高刀具耐用度。

2. 铣刀切削过程中刀尖最先与切削材料接触并使切削阻力最先作用与刀尖上，容易引起刀具从刀尖最先崩刀，加了尖角保护可以加大切削阻力的承受面积，从而达到保护刀尖的作用提高刀具的耐用度。

3. 刀具的排屑槽的增大使得刀具加工过程排屑顺畅，并且断屑均匀，但另一方面，刀具的排屑槽增大，刀体的芯径变小，从而使得刀具的刚性变差容易引起断刀。

关键词:整体硬质合金立铣刀，磨损量，耐用度，切削性能，切屑Abstract This article describes the currentdevelopment of solid carbide end mills and solid carbidecutting tools in the general level of solid carbide end millsand gold heron made a brief introduction. Behind in terms of the angle parameter of the few gold heron solid carbide head end mills several important parameters (rake angle, clearance angle, helix a first contact with the cutting material and the cutting resistance on thefirst role with the tip, easy to cause the tool to collapse the knife from the tip of the first, plus the sharp corners protection can increase the tolerance of the cutting resistance area, so as to achieve the role of protecting the tip to improve the durability of the tool.3. Tool chip removal slot increase makes the tool processing chip removal and smooth, and the chip breaking even, but on the other hand, theflutes of the tool increases, the core diameter of the cutter body smaller, so that the rigidity of the tool change The difference is easy to cause the cutting knife.Key words: Solid Carbide End MillsAmount of wear Durability Cutting Chip 目录第一章绪论 11.1 中国整体硬质合金刀具的现状和课题研究的意义 11.2 立铣刀的应用与各部分名称 21.3 立铣刀的磨损特征及主要影响因素和切削性能评价 41.4本文研究所针对的问题及研究的思路 5第二章刀具主要角度参数的切削对比实验 62.1 实验方法 62.2 切削实验条件 62.2.1 实验机床 62.2.2 实验材料 72.2.3 实验刀具 72.2.4 切削参数选择 72.3切削实验内容72.4 实验结果与分析 82.4.1螺旋角、圆周刃前角对切削性能的影响 92.4.2圆周刃后角对切削性能的影响 102.4.3尖角保护对切削性能的影响 112.5 本章小结 12第三章铝合金刀具刀型结构的切削对比实验 143.1实验内容 143.2切削实验条件 143.2.1刀具的信息及机床 143.2.2切削参数及实验材料 153.3切削实验结果163.3切削实验结果分析 17第四章刀具改进实验 194.1待改进刀具 194.2 改进方案 194.3实验方案与结果分析 204.3.1 实验机床 204.3.2切削参数及实验材料 204.3.3实验结果214.3.4实验结果分析 23第五章总结与展望 255.1论文内容总结 255.2实习工作总结及展望 25致谢 27参考文献 28 第一章绪论1.1 中国整体硬质合金刀具的现状和课题研究的意义机械制造业是全球经济繁荣最重要的支柱产业。

工具，包括刀具、模具等制约着机械制造业劳动生产力的水平和结构件的质量水平，成为整个行业关注的焦点之一。

发展制造业，就必须发展工具，特别是工具中最基础的刀具。

据有关协会的统计，世界刀具的市场总额约为110亿美元，硬质合金刀具的份额约80%世界模具市场的总量约接近700亿美元。

我国模具产值接近500亿元人民币，约占世界模具销售产值的1/12。

模具和很多结构零件加工的复杂刀具过去多用工具钢、高速钢制造。

但随着材料和制造技术的发展，高速钢刀具不仅效率只有硬质合金刀具的1/3~1/4,而且不能满足普遍推广应用的预硬化模具钢(硬度HRC27~34)等材料加工的需要。

整体硬质合金刀具就因此应运而生。

中国整体刀具行业相对落后，从刀具材料、制造工艺、使用技术方面进行比较，国内刀具行业的整体水平相对落后。

首先，尽管国内有几家大型硬质合金企业可以生产高强度、高硬度的超细合金，但难以满足汽车、航天航空和模具三大制造业对刀具高强度、高耐磨性、高稳定性的要求，在现代制造中，稳定的高效率刀具才是真正实用的刀具，价格因素已退居其后。

现在国内的刀具材料及其制做的刀具，虽然价格比进口产品低，但稳定性相对较差，不仅出口难，而且国内的使用者仍然首选进口刀具。

第二，国内整体刀具制造企业众多，分布广泛，大体分为二类。

一是国有大中型企业，二是民营小型企业。

前者虽然也装备了一些进口的高精度加工设备，但规模不大，配套不很完善，更兼机制影响，市场应变能力较差。

以模具制造业用量最大的非标刀具为例，进口刀具交货期为7~15天，而国产刀具备料霎时间就要7~10天，刀具的总交货期在30天以上，很难在市场上胜出。

民营小企业一般在几种刀具制造上有特色，但整体装备、技术比较落后，配套能力较差，形成不了规模。

二者虽各有特点，但都是在工艺技术、规模和开发能力上与国外先进企业存在较大差距。

迄今为止，国内尚无一家龙头企业能在世界强者之中占有一席重要地位。

第三，刀具使用技术的研究落后，国内对刀具切削数据的研究一直没有大的投入，对刀具切削工艺研究甚少，刀具的设计也多停留在测绘、仿制、替代进口产品的低层次上，在国内外市场竞争中处于极其被动的地位。

造成目前国内刀具现状源于国内刀具产业的各环节断裂，缺乏从材料到刀具应用的整体系统考虑，使刀具的发展落后于制造业的发展。

过去我们的刀具首先没有解决好材料问题，刀具的基体就存在先天不足;其次材料的研究和刀具的设计制造以及应用的研究严重脱节各行其是，各自为战。

刀具应用研究对基体材质的要求不够重视，材料的研究与制造没有紧扣材料的最终用途。

刀具的质量档次得不到提升。

刀具的质量提不上去对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大本课题主要从厦门金鹭特种合金有限公司的几种整体硬质合金立铣刀的主要角度参数、刀型结构研究其对切削性能的影响，并学习对比国际上某些知名刀具企业在某些特定刀具的设计上与金鹭公司的不同之处，同时对金鹭公司某些问题刀具学习并提出改进。

1.2 立铣刀的应用与各部分名称立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。

由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀工作时不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。

立铣刀的工作原理是刀具的旋转和工件的进给，将多余的金属切除。

如图1-1所示。

(a) 整体硬质合金立铣刀 (b)立铣刀的应用图1-1立铣刀的加工立铣刀广泛用于机械船舶、工业设备、医疗设备、航天航空等领域，具体应用形式主要为:1. 端面铣削:适用于较小平面范围、较小切削深度的操作要求。

加工后的零件表面相对较为“粗糙不均”。

2. 键槽加工:一般来说，生产一道高质的键槽需要至少两把铣刀。

3. 月牙键槽加工:一般来说，这个过程需要一把铣刀，用全面进给进刀法操作。

4. 特殊切削:包括锥形表面的铣削(比如:“T”形沟槽)以及鸠尾槽的加工。

5. 精细仿形切削:在有平行边壁的工件上完成内表面/ 外表面的轮廓。

6. 模具孔洞加工:大致包括在钢模凹处的俯面加工和精细加工。

凹模加工需要三维方位的处理。

球铣刀比较适合该项操作。

如下图所示。

图1-2立铣刀的应用立铣刀的各部分名称如下图1-3所示，它由刀刃部、安装在机床上的刀柄以及连接刀刃与刀柄的颈部3部分组成。

图1-3立铣刀各部分名称1.3 立铣刀的磨损特征及主要影响因素和切削性能评价刀具磨损是指刀具摩擦面上的刀具材料逐渐损失的现象。