高速加工已成为机械加工的发展方向并有了较广泛的运用,其中高速铣是当前数控加工技术热门领域之一,特别适合于难切削材料(淬硬钢、石墨、钛合金等)的加工,薄壁类石墨电极及零件的铣削加工就是高速加工应用的典型之一。 该课题是广东省“十五”重大科技项目之一,课题组已对小直径铣刀高速铣削高性能石墨的切削机理和刀具磨损机理进行了研究,本论文重点研究高速铣削薄壁石墨电极及零件加工工艺参数的优化问题。石墨材料硬度高、脆性大,在加工薄壁形石墨零件时极易出现崩角、崩碎的情况,造成废品,原因之一就是工艺参数选择不合理,因此,对高速铣削石墨薄壁电极及零件的加工工艺参数进行优化研究具有重要的实际意义 本文主要内容有: 1、论述了石墨材料的结构特征、工艺特性、加工方法; 2、研究了工艺参数和加工方式对侧铣薄壁件切削力的影响,结果表明轴向切深对切削力的影响最大,其次是每齿进给量、径向切深,切削速度影响最小;不同的铣削方式对切削力的大小也有一定的影响。 3、计设了三组有交互作用的正交试验,分别以切除率、切削力为优化目标,分析了薄厚、刀具直径、进给速度、刀具悬伸量、轴向切深等参数各自以及交互作用对切除率、切削力的影响程度,获得最佳工艺参数及工艺参数组合。实验表明刀具直径、悬伸量取小值、其它工艺参数取大值,这样的组合可得到较高的切除率,交互作用影响不明显;加工不同厚度的薄壁,各工艺参数及交互作用对切削力的影响有所不同,加工壁厚越薄影响切削力的因素越多。 4、采用优化的工艺成功制造出高20毫米、厚0.1毫米的超薄壁件,不仅节省材料,而且效率也有一定的提高。 5、分析了薄壁件的加工策略,经过试验验证,表明用小直径铣刀高速铣削薄壁件的工艺性最好。