一种多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种检测用多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件。
【背景技术】
[0002] 汽车门板模具主要采用合金铸铁7CrSiMnMoV(HRC30-35)和淬硬钢 Crl2M〇V(HRC40-65)，对加工表面质量要求高。此类模具属于平坦曲面特征类模具，即切削 加工中型面的曲率半径较大，加工倾角较小，切削加工过程中多体现为底刃切削，铣刀磨损 较快，一把铣刀的使用寿命无法满足大型面加工长行程和长时间持续加工的要求，需在铣 刀磨损、破损严重影响加工质量时及时停机检查换刀。
[0003] 为了减少换刀引起的接刀痕，在工艺设计和刀路规划时，要求以尽可能少的铣刀 进行切削，尽量保证模具型面加工的连续性。采用已有工艺方法加工此类模具时，存在铣刀 振动大、切削效率低、铣刀使用寿命短和加工表面质量不稳定等亟待解决的问题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提供一种多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件，解决铣刀振动导致加工表面 质量下降，和铣刀使用寿命不足，在切削中途发生破损造成对模具型面破坏问题。
[0005] 所述目的通过如下技术方案实现：
[0006] -种多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件，结构如下：
[0007] ⑴所述试件为由7个零件组成的长方体结构，轮廓尺寸400mmX300mmX 147mm ;
[0008] (2)组成试件的7个零件分别为一号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、 五号零件5、六号零件6、七号零件7 ;
[0009] (3) -号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、五号零件5、六号零件6下表 面通过定位销和紧固螺钉与七号零件7的上表面相连接，并位于试件长度400mm方向的中 间部位，使七号零件7沿长度400mm方向两侧预留的各50mm空间，用于试件与机床工作槽 连接、固定；
[0010] (4)沿试件宽度300mm方向，一号零件1、二号零件2、三号零件3的两端分别与四 号零件4、五号零件5侧面连接；六号零件6与五号零件5另一侧面连接；
[0011] (5)沿试件长度400mm方向，二号零件2的两侧分别与一号零件1、三号零件（3) 的侧面连接，并与四号零件4、五号零件5两端对齐；
[0012] (6) -号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、五号零件5、六号零件6上表 面共同构成试件300mmX300mmX50mm的高速铣削加工区域；
[0013] (7)试件300mmX300mmX50mm的高速铣削加工区域由底部凹曲面和一个凹槽构 成；
[0014] (8)试件高速铣削加工区域的底部为凹曲面，其沿试件宽度300mm方向曲率半径 始终为800mm，其沿试件长度400mm方向的曲率半径为1100mm和1500mm ;
[0015] (9)试件高速铣削加工区域深35mm的多边形凹槽，轮廓尺寸为 250mmX 165mmX 35mm，位于底部凹曲面上，横跨一号零件1、二号零件2、三号零件3,其外表 面由直线和半径为20mm、30mm、50mm和75mm的圆弧连接而成，内表面由直线和半径为20mm 和30mm的圆弧连接而成，内外表面最长距离40mm，以凹槽底面垂直的平面为基准四周侧立 面呈3°斜度；凹槽底面为平面，与侧面过渡圆角半径3mm ;内表面围成区域顶面由两个平 面构成，以长度方向中心线为界，位于一号零件1、二号零件2上的平面较低，位于二号零件 2、三号零件3上的平面较高，两平面高度差为10mm，与侧面过渡圆角半径3mm。
[0016] 该试件组成零件的材料及硬度特征为：
[0017] (1) 一号零件1的材料采用Crl2M〇V锻件，淬火后硬度为HRC40~45 ;
[0018] (2)二号零件2的材料采用Crl2M〇V锻件，淬火后硬度为HRC50~55 ;
[0019] (3)三号零件3的材料采用Crl2MoV锻件，淬火后硬度为HRC60~65 ;
[0020] (4)四号零件4和零件6的材料采用Crl2M〇V锻件，淬火后硬度为HRC30~35 ;
[0021] (5)五号零件5的材料采用7CrSiMnMoV，淬火后硬度为HRC30~35 ;
[0022] (6)七号零件7的材料采用45#钢，调质处理。
[0023] 所述试件加工表面曲率与硬度特征分布如下表所示：
[0029] 本实用新型所述带有多边型环状凹面的多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件，具有15 种加工表面曲率和硬度变化特征，将其应用于测试高速铣刀安全可靠性、高速铣刀振动及 加工表面粗糙度的实验，可以解决铣刀在切削中途发生破损造成对模具型面破坏的问题。
【附图说明】
[0030] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0031] 图2是图1的A-A剖面图。
[0032] 图3是图1的B-B剖面图。
【具体实施方式】
[0033] 本实施例提供一种多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件，它由5个Crl2M〇V淬火零件、1 个7CrSiMnM〇V零件和1个45#钢零件拼接而成；其上表面由沿试件长度方向曲率半径呈 1100mm、1500mm分布和沿试件宽度方向曲率半径呈800mm分布的凹曲面，和位于其下的深 35mm多边型环状凹面组成；试件上表面分布有4种硬度，分别为HRC30~35、HRC40~45、 HRC50~55、HRC60~65 ;试件中间部位硬度为HRC50~55 ;
[0034] 该试件具体结构参见图1-图3 :
[0035] (1)试件为由7个零件组成的长方体结构，轮廓尺寸400mmX300mmX147mm，如图 1、图2、图3所示；
[0036] (2)组成试件的7个零件分别为一号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、 五号零件5、六号零件6、七号零件7 ;
[0037] (3) -号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、五号零件5、六号零件6下表 面通过定位销和紧固螺钉与七号零件7的上表面相连接，并位于试件长度400mm方向的中 间部位，使七号零件7沿长度400mm方向两侧预留的各50mm空间，用于试件与机床工作槽 连接、固定；
[0038] (4)沿试件宽度300mm方向，一号零件1、二号零件2、三号零件3的两端分别与四 号零件4、五号零件5侧面连接；六号零件6与五号零件5另一侧面连接；
[0039] (5)沿试件长度400mm方向，二号零件2的两侧分别与一号零件1、三号零件3的 侧面连接，并与四号零件4、五号零件5两端对齐；
[0040] (6) -号零件1、二号零件2、三号零件3、四号零件4、五号零件5、六号零件6上表 面共同构成试件300mmX300mmX50mm的高速铣削加工区域；
[0041] (7)试件300mmX300mmX50mm的高速铣削加工区域由底部凹曲面和一个凹槽构 成；
[0042] (8)试件高速铣削加工区域的底部为凹曲面，其沿试件宽度300mm方向曲率半径 始终为800mm，其沿试件长度400mm方向的曲率半径呈1100mm、1500mm分布；
[0043] (9)试件高速铣削加工区域深35mm的多边形凹槽，轮廓尺寸为 250mmX 165mmX 35mm，位于底部凹曲面上，横跨一号零件1、二号零件2、三号零件3,其外表 面由直线和半径为20mm、30mm、50mm和75mm的圆弧连接而成，内表面由直线和半径为20mm 和30mm的圆弧连接而成，内外表面最长距离40mm，四周侧立面呈3°斜度；凹槽底面为平 面，与侧面过渡圆角半径3mm;内表面围成区域顶面由两个平面构成，以长度方向中心线为 界，位于一号零件1、二号零件2上的平面较低，位于二号零件2、三号零件3上的平面较高， 两平面高度差为l〇mm，与侧面过渡圆角半径3mm。
[0044] 该试件组成零件的材料及硬度特征为：
[0045] (1) 一号零件1的材料采用Crl2MoV锻件，淬火后硬度为HRC40~45 ;
[0046] (2)二号零件2的材料采用Crl2MoV锻件，淬火后硬度为HRC50~55 ;
[0047] (3)三号零件3的材料采用Crl2MoV锻件，淬火后硬度为HRC60~65 ;
[0048] (4)四号零件4和零件6的材料采用Crl2M〇V锻件，淬火后硬度为HRC30~35 ;
[0049] (5)五号零件5的材料采用7CrSiMnMoV，淬火后硬度为HRC30~35 ;
[0050] (6)七号零件7的材料采用45#钢，调质处理。
[0051] 加工时，采用三种铣刀切削路径，在该试件上表面设计出具有15种加工表面曲率 和硬度变化特征的切削区域；其中，沿试件长度400_方向的平行铣刀切削路径，划分出6 种不同加工表面曲率和硬度变化的切削区域；沿试件宽度300mm方向的平行铣刀切削路 径，划分出7种不同加工表面曲率和硬度变化的切削区域；沿多边型环状凹面两侧的铣刀 切削路径，划分出2种不同加工表面曲率和硬度变化的切削区域。
[0052] 如表1所示：
[0053] 表1淬硬钢凹模试件加工表面曲率与硬度特征分布
【主权项】
1. 一种多硬度拼接淬硬钢凹曲面试件，其特征在于， (1) 所述试件为由7个零件组成的长方体结构，轮廓尺寸40〇1111]1\30〇1111]1\1471111]1; (2) 组成试件的7个零件分别为一号零件（1)、二号零件（2)、三号零件（3)、四号零件 (4)、五号零件（5)、六号零件（6)、七号零件（7); (3) -号零件（1)、二号零件（2)、三号零件（3)、四号零件（4)、五号零件（5)、六号零件 (6)下表面通过定位销和紧固螺钉与七号零件（7)的上表面相连接，并位于试件长度400mm 方向的中间部位，使七号零件（7)沿长度400m