【摘 要】
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石墨材料的加工,对刀具的耐磨性能和机床要求较高,然而高端的石墨加工机床技术只掌握在国外少数几家机床厂家,国内相关技术与国外有较大差距。但国外高端石墨加工机床价格昂贵,若能采用冷风切削加工技术来抑制刀具磨损、改善加工表面质量,以此保证国产石墨加工机床的加工质量,凸显其在价格上的巨大优势,将会大大提高国产石墨加工机床的市场竞争力。本文针对某国产高速石墨加工中心在加工热弯石墨模具时,精加工表面粗糙度达不
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石墨材料的加工,对刀具的耐磨性能和机床要求较高,然而高端的石墨加工机床技术只掌握在国外少数几家机床厂家,国内相关技术与国外有较大差距。但国外高端石墨加工机床价格昂贵,若能采用冷风切削加工技术来抑制刀具磨损、改善加工表面质量,以此保证国产石墨加工机床的加工质量,凸显其在价格上的巨大优势,将会大大提高国产石墨加工机床的市场竞争力。本文针对某国产高速石墨加工中心在加工热弯石墨模具时,精加工表面粗糙度达不到要求的问题,进行了石墨模具冷风射流加工系统的研究。本文的主要内容如下:（1）分析了冷风切削加工机理和将其应用于石墨材料加工的可行性;对石墨模具冷风加工系统及加工方案进行规划,包括高速石墨加工中心、冷风射流机、刀具、夹具、实验设计方法和思路等内容。（2）简要介绍冷风射流机系统构成及其工作原理;将R22/R23复叠式制冷系统作为冷风射流机的制冷系统,同时进行热力计算,并对制冷系统中的蒸发器、冷凝器等主要设备进行了设计计算;为研究冷风方向对石墨模具精加工表面粗糙度的影响,设计了一种环形喷嘴;确定了压缩空气的干燥处理形式。（3）进行了石墨模具了冷风加工实验研究。首先在常温风冷条件下,利用两次正交实验,对机床切削用量进行了优化,同时得出主轴转速越高,刀具磨损越快,所获得的精加工表面粗糙度越高的结论;基于切削用量的优化结果,进行了石墨模具的冷风切削加工研究,结果表明低温冷风能显著降低石墨模具的精加工表面粗糙度,且当冷风参数为-25℃、0.34MPa时效果较好;研究了不同冷风方向和刀具刃数对石墨模具精加工表面粗糙度的影响,结果表明采用前后方向冷风和两刃刀具可获得更好的表面加工质量;通过对机床保护罩采取一定的密封措施,降低加工区域湿度,解决了低温冷风所带来的结冰问题。
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