本文選題：數(shù)控銑削　切入點：覆膜砂砂坯　出處：《南昌航空大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：現(xiàn)代鑄件日趨復雜化、薄壁化和整體化,并對高質量鑄件的制造水平提出更高的要求,這些趨勢都加大了鑄件制造難度和延長了制備周期。而無�；瘮�(shù)控銑削砂型技術是將現(xiàn)代先進數(shù)控技術和傳統(tǒng)鑄造技術相結合在一起的一種全新的制造方法,具有制造速度快、成本低、加工精度高及污染小等優(yōu)點,尤其適合于單件、小批量的各類復雜砂型的快速制造,對于提升航空、航天及汽車等領域關鍵零件的制造能力和水平有著重要的作用。國內外對無�；靶蛿�(shù)控銑削技術進行了一定的研究,并已將數(shù)控銑削的砂型成功應用于復雜零件的制造,但目前在銑削砂坯的制備及數(shù)控銑削加工工藝等仍有一些關鍵技術性難題亟待解決,其具體表現(xiàn)在砂型數(shù)控銑削加工中還存在容易崩角、鋸齒邊、裂紋,及砂型表面凹凸、粗糙不平等缺陷。針對這些問題,本文從適合于數(shù)控銑削加工的砂坯制備和數(shù)控銑削加工工藝入手,采用了角形系數(shù)≤1.1的寶珠砂作為原砂,重點分析了不同粒徑的砂粒級配對砂坯性能的影響,進行了樹脂含量和固化劑的含量單因素的改變對呋喃樹脂自硬砂性能的影響實驗,并與覆膜砂砂坯進行對比;另外,還著重研究了銑削工藝參數(shù)(主軸轉速、進給速度、銑削深度及銑削寬度)對加工砂型表面粗糙度的影響規(guī)律,并揭示了砂型銑削機理。研究發(fā)現(xiàn):采用近球形的寶珠砂作為原砂,砂粒表面光滑,砂粒之間不存在相互嵌合,同時,原砂選用粒度級配140/270目的寶珠砂,相比于70/140、100/200目的粒度級配更適合于數(shù)控銑削,其主要原因是砂粒排列更緊湊,細砂填充到粗顆粒間較充分,小顆粒緊密有序的分布在大顆粒之間,使砂粒間的“粘結橋”數(shù)目增多,“粘結橋”尺寸減少,砂坯顯微缺陷減少。樹脂砂中的呋喃樹脂的含量對砂坯強度有著顯著的影響,隨著粘結劑含量的增加,砂坯的強度和發(fā)氣量呈現(xiàn)上升趨勢,當加入量達到3%時,砂坯抗拉強度達到1.20MPa,發(fā)氣量達到18ml/g;而固化劑的含量大于50%后對砂坯的強度的影響不顯著,反而增加了發(fā)氣量。而2%樹脂含量的覆膜砂砂坯抗拉強度≥3MPa以上,發(fā)氣量僅為10ml/g,結合數(shù)控銑削和鑄造的特點,覆膜砂砂坯運用于數(shù)控銑削具有明顯的優(yōu)勢。覆膜砂砂坯數(shù)控銑削工藝實驗的結果表明:銑削工藝參數(shù)對加工的砂型質量有較大的影響,其砂型表面粗糙度隨著進給速度和銑削深度增加而增加,隨著主軸轉速的增加反而減少,而銑削寬度影響不大,影響程度大小順序為:銑削深度進給速度主軸轉速銑削寬度;其中在銑削層厚大于2mm時,砂型表面質量急劇下降。因此,降低銑削深度和進給速度,提高主軸轉速可提高砂型加工表面質量。在最優(yōu)銑削工藝參數(shù)為n=2000r/min,v=300mm/min,pa=1mm,ea=2mm條件下,采用銑削覆膜砂砂型澆注的鋁合金鑄件表面粗糙度為8.6μm,明顯優(yōu)于同條件下的自硬砂的21.3μm。銑削砂型表面的SEM掃描電鏡表明,砂粒本身完全沒有受到破壞,斷口明顯為砂粒粒之間的“粘結橋”處斷裂。進一步觀察砂屑及表面微觀形貌發(fā)現(xiàn),銑削層厚較大的砂型表面凹坑數(shù)量明顯多于銑削層厚較淺的砂型表面。隨著銑削深度的增加,砂型銑削產(chǎn)生的砂屑由準連續(xù)粉末為主的切屑逐漸向斷裂塊為主的砂屑轉變,致使銑削加工砂型自由平面砂粒隨著塊狀砂屑而出,形成銑削表面出現(xiàn)不同深度的裂紋及凹坑,這是形成砂型表面粗糙的根本原因。在上述研究結果基礎上,進行了典型復雜葉片砂型的制備,制定和優(yōu)化了適合葉片砂型數(shù)控銑削的粗加工、半精加工和精加工的編程策略、加工參數(shù)和加工刀具,能夠在9小時短時間內完成了該復雜砂型的制備,相比于其激光燒結減少了51小時,同時還提高了砂型的加工精度和表面粗糙度,實現(xiàn)了精密砂型的快速銑削。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG547

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本文編號：1571677