一种整体式淬硬钢拐角清根试件的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种高速铣削淬硬钢模具拐角清根的试件，具体涉及整体式淬硬钢拐角清根试件。
【背景技术】
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[0002]采用球头铣刀切削淬硬钢模具镶块的拐角清根时，复杂的加工表面曲率变化使得切削力和铣刀振动处于不稳定状态，导致加工表面形貌恶化、铣刀磨损严重，铣刀使用寿命和切削效率下降。受淬硬钢工件曲率和加工倾角频繁变化及铣刀拐角进给降速影响，切削力和铣刀振动处于不稳定状态；同时发现，转速过高或过低均使切削力产生较大幅度变化，引起冲击载荷突变。
[0003]考虑拐角清根半径影响，在拐角半径较小处采用降低进给速度的方法，引起了铣刀切削震颤，加工表面残余高度在较大范围内频繁变化，淬硬钢拐角清根加工表面形貌极其不均匀，导致加工表面质量显著恶化。
[0004]已有的方法直接在大型淬硬钢模具上进行铣刀振动测试，极易造成模具型面损伤，影响模具寿命。且大型淬硬钢模具中有多个拐角及清根镶块，其半径分布各不相同，而采用半径单一变化的试件进行切削实验所获得的切削工艺无法有效控制加工表面曲率变化对加工表面形貌的影响。
【发明内容】
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[0005]本实用新型提供了一种整体式淬硬钢拐角清根试件，解决了高速铣削模具拐角清根加工表面形貌不均匀的问题。
[0006]本实用新型的整体式淬硬钢拐角清根试件，为实现上述目的所采用的技术方案在于:所述试件包括铣削加工区域和其底部的底座，所述铣削加工区域的顶面为沿宽度方向向下弯曲的顶面凹曲面，所述顶面凹曲面由沿长度方向分布的5段拥有不同曲率半径的曲面依次光滑过渡连接而成，顶面凹曲面的四个拐角为半径不同的圆弧拐角，铣削加工区域的侧立面上设有一段向其中心处凹陷的侧面凹曲面，铣削加工区域的侧立面上处于侧面凹曲面的下方形成周凸台，周凸台的表面与顶面凹曲面平行，侧面凹曲面的上边缘与顶面凹曲面的边缘相交，侧面凹曲面的下边缘与周凸台相交；所述底座沿铣削加工区域宽度方向的两侧向外延伸形成凸台，每侧凸台上沿试件的长度方向分布有两个U形槽。
[0007]进一步地，所述铣削加工区域I的尺寸为10mmX48mmX45mm，所述底座2的尺寸为100_X 73_X 5_，所述U形槽8的尺寸为12.5_X 10_X 5_。该尺寸按照实际铣削的淬硬钢模具而定，以便真实模拟淬硬钢拐角清根的情况。
[0008]进一步地，所述顶面凹曲面3沿宽度方向向下弯曲的曲率半径为200mm，构成顶面凹曲面3的5段曲面依次为:长度14mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度12_、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲面依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹，由此形成具有变曲率凹曲面的顶面凹曲面，以便全面体现淬硬钢拐角清根的所有情况。
[0009]进一步地，所述侧面凹曲面4的高度为14mm，向铣削加工区域I中心处凹陷的半径为10mm，侧面凹曲面4的下边缘与周凸台6的相交线由5段曲线构成，依次为长度19mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度17mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲线依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹，由此形成具有变曲率凹曲面的侧面凹曲面，以便全面体现淬硬钢拐角清根的所有情况。
[0010]进一步地，所述顶面凹曲面3的四个拐角从左上角起，其半径分别为:R20mm、R1mm, R15mm、R5mm，此些半径为淬硬钢拐角清根中常见的拐角半径。
[0011]进一步地，所述试件为Crl2MoV锻件，其淬火后硬度为HRC55-60，该材质及硬度为实际淬硬钢模具的常用材质及硬度。
[0012]本实用新型的有益效果是:本项实用新型提供了一种具有变曲率凹曲面的淬硬钢拐角清根试件，通过该试件来模拟汽车覆盖件淬硬钢模具型面的复杂结构，再通过采用不同的切削参数来对该试件进行铣削淬硬钢拐角清根的实验，获得了不同半径条件下加工表面的形貌，从而确定高速铣削淬硬钢拐角清根的最优工艺方案，该试件适用于大型淬硬钢模具高速铣削工艺设计，可满足淬硬钢模具拐角清根型面的高效加工需求。
【附图说明】
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[0013]图1是本实用新型的整体式淬硬钢拐角清根试件的主视图；
[0014]图2是本实用新型的整体式淬硬钢拐角清根试件的俯视图；
[0015]图3是本实用新型的整体式淬硬钢拐角清根试件的侧视图。
【具体实施方式】
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[0016]参照图1至图3，该整体式淬硬钢拐角清根试件，包括铣削加工区域I和其底部的底座2，所述铣削加工区域I的顶面为沿宽度方向为曲率半径200mm的顶面凹曲面3，所述顶面凹曲面3由沿长度方向分布的5段拥有不同曲率半径的曲面依次光滑过渡连接而成，顶面凹曲面3的四个拐角为半径不同的圆弧拐角5，铣削加工区域I的侧立面上设有一段向其中心处凹陷的侧面凹曲面4，铣削加工区域I的侧立面上处于侧面凹曲面4的下方形成周凸台6，周凸台6的表面与顶面凹曲面3平行，侧面凹曲面4的上边缘与顶面凹曲面3的边缘相交，侧面凹曲面4的下边缘与周凸台6相交；所述底座2沿铣削加工区域I宽度方向的两侧向外延伸形成凸台7，每侧凸台7上沿试件的长度方向分布有两个U形槽8，通过U形槽8将试件固定在机床上。所述铣削加工区域I的尺寸为10mmX48mmX45mm，所述底座2的尺寸为100_X 73_X 5_，所述U形槽8的尺寸为12.5mmX 10_X 5mm。所述构成顶面凹曲面3的5段曲面依次为:长度14mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度12mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲面依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹。所述侧面凹曲面4的高度为14mm，向铣削加工区域I中心处凹陷的半径为10mm，侧面凹曲面4的下边缘与周凸台6的相交线由5段曲线构成，依次为长度19mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度17mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲线依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹。所述顶面凹曲面3的四个拐角从左上角起，其半径分别为:R20mm、R1mm、R15mm、R5mm。所述试件为Crl2MoV锻件，其淬火后硬度为HRC55-60。
【主权项】
1.一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述试件包括铣削加工区域(I)和其底部的底座(2)，所述铣削加工区域(I)的顶面为沿宽度方向向下弯曲的顶面凹曲面(3)，所述顶面凹曲面(3)由沿长度方向分布的5段拥有不同曲率半径的曲面依次光滑过渡连接而成，顶面凹曲面(3)的四个拐角为半径不同的圆弧拐角(5)，铣削加工区域(I)的侧立面上设有一段向其中心处凹陷的侧面凹曲面(4)，铣削加工区域(I)的侧立面上处于侧面凹曲面⑷的下方形成周凸台(6)，周凸台(6)的表面与顶面凹曲面(3)平行，侧面凹曲面⑷的上边缘与顶面凹曲面(3)的边缘相交，侧面凹曲面⑷的下边缘与周凸台(6)相交；所述底座(2)沿铣削加工区域(I)宽度方向的两侧向外延伸形成凸台(7)，每侧凸台(7)上沿试件的长度方向分布有两个U形槽(8)。2.如权利要求1所述的一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述铣削加工区域(I)的尺寸为100_X 48_X 45_，所述底座⑵的尺寸为100_X 73_X 5_，所述U形槽(8)的尺寸为12.5_X 10_X5mm。3.如权利要求1所述的一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述顶面凹曲面(3)沿宽度方向向下弯曲的曲率半径为200mm，构成顶面凹曲面(3)的5段曲面依次为:长度14mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度12mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲面依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹。4.如权利要求1所述的一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述侧面凹曲面(4)的高度为14mm，向铣削加工区域(I)中心处凹陷的半径为10mm，侧面凹曲面(4)的下边缘与周凸台(6)的相交线由5段曲线构成，依次为长度19mm、曲率半径1170mm的凸圆弧线，长度26mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径1140mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度17mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线，5段曲线依次连接后沿长度方向的轨迹为正弦型轨迹。5.如权利要求1所述的一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述顶面凹曲面⑶的四个拐角从左上角起，其半径分别为:R20mm、R1mm、R15mm、R5mm06.如权利要求1所述的一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其特征在于:所述试件为Crl2MoV 锻件。
【专利摘要】一种整体式淬硬钢拐角清根试件，其技术要点是：包括铣削加工区域和其底部的底座，铣削加工区域的顶面为沿宽度方向向下弯曲的顶面凹曲面，顶面凹曲面由沿长度方向分布的5段拥有不同曲率半径的曲面依次光滑过渡连接而成，顶面凹曲面的四个拐角为半径不同的圆弧拐角，铣削加工区域的侧立面上设有一段向其中心处凹陷的侧面凹曲面，铣削加工区域的侧立面上处于侧面凹曲面的下方形成周凸台，周凸台的表面与顶面凹曲面平行，侧面凹曲面的上边缘与顶面凹曲面的边缘相交，侧面凹曲面的下边缘与周凸台相交；底座沿铣削加工区域宽度方向的两侧向外延伸形成凸台。本实用新型解决了高速铣削模具拐角清根加工表面形貌不均匀的问题。
【IPC分类】B23C3/00
【公开号】CN204711295
【申请号】CN201520459179
【发明人】姜彬, 张帅
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月30日