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高速铣削是一种利用小切深量、高主轴转速和高进给速度方式进行的高效率加工,不但可以大幅度降低加工成本与时间,而且可以获得高表面精度,是近二十年来迅速发展起来的一项高新技术,是先进制造技术的重要发展方向,也是当前科技界和工业界竞相研究的热门领域之一。
本文以甘肃省兰州市工业科技发展攻关项目“超大型板式换热器金属成形模具生产技术研究与开发”和“核电站高效节能换热设备模具的研制”项目为背景,就板式换热器模具的高速铣削加工工艺展开研究,主要根据板式换热器模具的形状特点和产品要求,针对高速铣削工艺方案、高速铣削锥度刀具、高速铣削刀具路径及其工艺参数优化进行分析,得出基本要求和基本工艺原则及机床选用原则,并在加工仿真和试验的基础上,确定和完成了板式换热器模具的加工实践。
本文在对板式换热器模具特点分析的基础上,利用金属切削理论和弹塑性力学理论的基本原理用有限元法分析切削区的应力应变关系,进而研究高速切削条件下各切削参数对切削力的影响规律,建立了适用于板式换热器模具的工艺方案和铣削参数。分析了高速铣削刀具的要求、安全性及刀具失效方式,设计了板式换热器模具高速铣削锥度成形立铣刀。根据板式换热器模具的特点提出了加工板式换热器模具的高速铣削机床选型原则。
最后利用高速铣削仿真模拟,对高速铣削方案在铣削时间和表面质量方面进行了评价,并通过高速铣削实践,基本实现了以铣代磨,完全达到产品要求,进一步验证了高速铣削的优越特性。为更深入研究42CrMo合金钢的高速铣削工艺以及大面积,浅波形,小形状零件的高速高效加工提供了借鉴。