灰铸铁PCBN精密车削加工技术研究

发布时间：2020-03-19 10:13

【摘要】：制造业一直是世界范围内经济增长的关键因素。灰铸铁凭借其良好的铸造性能、耐磨性能、消振性能和切削性能被广泛的应用在各个领域,特别是在汽车行业。但国内灰铸铁加工的效率远低于国外。国外对PCBN等的超硬材料的应用程度也远超国内。这使得国内灰铸铁加工企业市场竞争力急剧下降。为了解决这一问题,需要对刀具材料及加工条件等进行有针对性的研究。本文对PCBN材料刀具精密车削灰铸铁进行了研究,主要对切削力、切削温度的变化、加工表面粗糙度的影响因素和刀具磨损进行了研究。本文使用不同的切削参数、刀具几何形状参数、PCBN刀具型号对灰铸铁精密车削进行了一系列切削实验,实验结果表明,径向力和主切削力是主要的切削力,轴向力较小。切削三要素当中,背吃刀量对切削力影响最大,粗加工的切削力大约是精加工的3倍。切削速度较低时,切削力随切削速度的增大而减小,PCBN刀具适合高速切削。刀尖圆弧半径和倒棱角度对切削温度的影响为,切削温度随两者的增大成线性升高趋势。通过对表面粗糙度和刀具磨损的实验数据进行了细致的分析,得出变化规律,切削速度在400m/min以上时,才可以发挥出PCBN刀具的优异性能,表面粗糙度比低速时好。选择0.8mm的刀尖圆弧半径既能够得到理想的粗糙度,也可以延长刀具的寿命。倒棱宽度和负倒棱角过小会加剧刀具的磨损,过大则会降低表面粗糙度。PCBN刀具加工灰铸铁更适合使用干切削的冷却条件。CBN含量高并且颗粒小的PCBN刀具可以得到较好的表面粗糙度。PCBN刀具切削灰铸铁时容易发生微崩刃。根据实验研究结论和规律,选择出最适合的加工条件进行一次加工验证,对实验结果和规律进行验证,并总结出实际加工中使用PCBN刀具精车灰铸铁的意义,可以代替原有的车削加磨削工艺,得到更好的加工精度,加工效率是原来的3倍以上。体现了课题研究的实际意义与价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG51

【参考文献】

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本文编号：2590089