涂层硬质合金刀片前刀面梳齿形微槽设计研究
发布时间：2021-02-06 18:54
随着科学技术的飞速发展,难加工材料以其优异的特性被广泛应用。但难加工材料的切削加工性不仅大大限制了其应用范围,而且对刀具的切削性能及其使用寿命提出了更高的要求。本文基于摩擦学原理及温度场微槽设计方法,在贵州大学设计的加工40CrMnMo和TC4材料前刀面带单一微槽特征的刀具（以下简称微槽车刀）基础上,利用DEFORM 3D仿真软件分别在微槽与切削刃之间植入微织构,开展微槽微织构复合设计研究,以期研发更好降温效果的刀具,达到延长刀具寿命的目的。主要研究内容如下:（1）在切削40CrMnMo微槽车刀的微槽与切削刃之间,设计了条纹型、波纹型、梳齿形三种微织构,仿真分析了微织构形貌尺寸对切削温度的影响规律,研究表明微织构形貌参数对切削温度有显著影响,三种微织构均大幅度降低了前刀面的切削温度;（2）以刀具前刀面最大降温幅度为目标,对切削40CrMnMo材料的刀具前刀面微槽和三种微织构的复合结构进行优选,发现微槽梳齿形微织构的复合设计降温效果最优,进而对其进行强度校核,满足了刀具的强度要求;（3）对比分析切削40CrMnMo的原车刀、微槽车刀和三种微槽微织构复合设计车刀的切削力及工件表面残余应力等...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微槽车刀三维实体模型
波纹型微织构半径 R（mm） 0.03,0.04,0.05弧度值 （°） 60槽微织构复合刀具结构优选用 DEFORM 3D 仿真实验平台对所设计的微槽微织构复合刀具进行切削验，并基于最大降温幅度对所设计的微织构形貌尺寸进行优选。织构设计参数优选保证切削参数（企业推荐切削参数下）及仿真实验设置一致的前提下，对 WTCT、BCT 及 SCT 五种车刀进行单因素仿真实验，探究微织构参数对切响规律，并基于最大降温幅度对微槽微织构复合设计进行优选。WCT 车刀的温度场云图如图 2.8、2.9 所示。
波纹型微织构半径 R（mm） 0.03,0.04,0.05弧度值 （°） 60槽微织构复合刀具结构优选用 DEFORM 3D 仿真实验平台对所设计的微槽微织构复合刀具进行切削验，并基于最大降温幅度对所设计的微织构形貌尺寸进行优选。织构设计参数优选保证切削参数（企业推荐切削参数下）及仿真实验设置一致的前提下，对 WTCT、BCT 及 SCT 五种车刀进行单因素仿真实验，探究微织构参数对切响规律，并基于最大降温幅度对微槽微织构复合设计进行优选。WCT 车刀的温度场云图如图 2.8、2.9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型硬质合金微坑车刀切削能对比研究与预测[J]. 占刚,何林,蒋宏婉,邹中妃. 工程科学学报. 2017(08)
[2]车削奥氏体不锈钢刀片断屑槽研究[J]. 冉龙姣,唐子淇,鄢强,王成启. 成都大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]刀具表面微织构设计和切削仿真分析[J]. 符永宏,王海波,顾亚励,李玉弟. 机械制造. 2016(06)
[4]仿生摩擦学刀具织构设计[J]. 杜宏益,何林,杜红星,马珂婧,李亚平. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[5]基于DEFORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析[J]. 徐明刚,张振,马小林,黄文勇. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[6]微型车刀微孔织构设计及高速微车削试验[J]. 于占江,王雯,张超楠,许金凯. 润滑与密封. 2016(02)
[7]可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究[J]. 何耿煌,吴冲浒,刘献礼,张守全,邹伶俐. 哈尔滨理工大学学报. 2015(03)
[8]椭圆状微织构自润滑车刀切削性能试验[J]. 吴泽,邓建新,邢佑强,程洁,赵军. 农业机械学报. 2012(07)
[9]航空钛合金铣削过程有限元数值模拟[J]. 王洪祥,徐涛,杨嘉. 机械传动. 2012(02)
[10]刀具断屑槽对切削过程影响的数值模拟[J]. 杨天恩,熊计,孙兰,罗堉平,龙新延. 硬质合金. 2011(04)
博士论文
[1]航空难加工材料螺旋铣制孔专用刀具设计及其质量研究[D]. 周兰.浙江大学 2017
[2]多尺度表面织构陶瓷刀具的制备及其切削性能研究[D]. 邢佑强.山东大学 2016
[3]表面织构刀具切削钛合金的基础研究[D]. 苏永生.南京航空航天大学 2015
[4]软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D]. 连云崧.山东大学 2014
[5]微量润滑切削表面残余应力预测建模[D]. 季霞.上海交通大学 2014
[6]基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造[D]. 李安海.山东大学 2013
[7]微池自润滑刀具的研究[D]. 宋文龙.山东大学 2010
硕士论文
[1]钛合金整体叶盘盘铣加工刀具设计优化及评价分析[D]. 陈天启.哈尔滨理工大学 2017
[2]钛合金整体叶盘加工用插铣刀设计研究[D]. 宋旭.哈尔滨理工大学 2017
[3]镍基高温合金GH4169车削过程及刀片槽型优化[D]. 宁邵鹏.湘潭大学 2016
[4]TC4-DT钛合金切削性能研究与仿生刀具结构设计[D]. 姜振喜.山东大学 2016
[5]三维复杂槽型可转位刀片断屑机理及参数化设计研究[D]. 高永斌.哈尔滨理工大学 2016
[6]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[7]刀具表面微织构切削机理研究[D]. 张俊生.合肥工业大学 2015
[8]微织构硬质合金刀具干切削铝合金实验研究[D]. 龙石山.湘潭大学 2014
[9]表面织构陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 冯秀亭.山东大学 2014
[10]航空难加工材料螺旋铣孔专用刀具研究[D]. 王亚飞.浙江大学 2014
本文编号：3020930
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微槽车刀三维实体模型
波纹型微织构半径 R（mm） 0.03,0.04,0.05弧度值 （°） 60槽微织构复合刀具结构优选用 DEFORM 3D 仿真实验平台对所设计的微槽微织构复合刀具进行切削验，并基于最大降温幅度对所设计的微织构形貌尺寸进行优选。织构设计参数优选保证切削参数（企业推荐切削参数下）及仿真实验设置一致的前提下，对 WTCT、BCT 及 SCT 五种车刀进行单因素仿真实验，探究微织构参数对切响规律，并基于最大降温幅度对微槽微织构复合设计进行优选。WCT 车刀的温度场云图如图 2.8、2.9 所示。
波纹型微织构半径 R（mm） 0.03,0.04,0.05弧度值 （°） 60槽微织构复合刀具结构优选用 DEFORM 3D 仿真实验平台对所设计的微槽微织构复合刀具进行切削验，并基于最大降温幅度对所设计的微织构形貌尺寸进行优选。织构设计参数优选保证切削参数（企业推荐切削参数下）及仿真实验设置一致的前提下，对 WTCT、BCT 及 SCT 五种车刀进行单因素仿真实验，探究微织构参数对切响规律，并基于最大降温幅度对微槽微织构复合设计进行优选。WCT 车刀的温度场云图如图 2.8、2.9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型硬质合金微坑车刀切削能对比研究与预测[J]. 占刚,何林,蒋宏婉,邹中妃. 工程科学学报. 2017(08)
[2]车削奥氏体不锈钢刀片断屑槽研究[J]. 冉龙姣,唐子淇,鄢强,王成启. 成都大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]刀具表面微织构设计和切削仿真分析[J]. 符永宏,王海波,顾亚励,李玉弟. 机械制造. 2016(06)
[4]仿生摩擦学刀具织构设计[J]. 杜宏益,何林,杜红星,马珂婧,李亚平. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[5]基于DEFORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析[J]. 徐明刚,张振,马小林,黄文勇. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[6]微型车刀微孔织构设计及高速微车削试验[J]. 于占江,王雯,张超楠,许金凯. 润滑与密封. 2016(02)
[7]可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究[J]. 何耿煌,吴冲浒,刘献礼,张守全,邹伶俐. 哈尔滨理工大学学报. 2015(03)
[8]椭圆状微织构自润滑车刀切削性能试验[J]. 吴泽,邓建新,邢佑强,程洁,赵军. 农业机械学报. 2012(07)
[9]航空钛合金铣削过程有限元数值模拟[J]. 王洪祥,徐涛,杨嘉. 机械传动. 2012(02)
[10]刀具断屑槽对切削过程影响的数值模拟[J]. 杨天恩,熊计,孙兰,罗堉平,龙新延. 硬质合金. 2011(04)
博士论文
[1]航空难加工材料螺旋铣制孔专用刀具设计及其质量研究[D]. 周兰.浙江大学 2017
[2]多尺度表面织构陶瓷刀具的制备及其切削性能研究[D]. 邢佑强.山东大学 2016
[3]表面织构刀具切削钛合金的基础研究[D]. 苏永生.南京航空航天大学 2015
[4]软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D]. 连云崧.山东大学 2014
[5]微量润滑切削表面残余应力预测建模[D]. 季霞.上海交通大学 2014
[6]基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造[D]. 李安海.山东大学 2013
[7]微池自润滑刀具的研究[D]. 宋文龙.山东大学 2010
硕士论文
[1]钛合金整体叶盘盘铣加工刀具设计优化及评价分析[D]. 陈天启.哈尔滨理工大学 2017
[2]钛合金整体叶盘加工用插铣刀设计研究[D]. 宋旭.哈尔滨理工大学 2017
[3]镍基高温合金GH4169车削过程及刀片槽型优化[D]. 宁邵鹏.湘潭大学 2016
[4]TC4-DT钛合金切削性能研究与仿生刀具结构设计[D]. 姜振喜.山东大学 2016
[5]三维复杂槽型可转位刀片断屑机理及参数化设计研究[D]. 高永斌.哈尔滨理工大学 2016
[6]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[7]刀具表面微织构切削机理研究[D]. 张俊生.合肥工业大学 2015
[8]微织构硬质合金刀具干切削铝合金实验研究[D]. 龙石山.湘潭大学 2014
[9]表面织构陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 冯秀亭.山东大学 2014
[10]航空难加工材料螺旋铣孔专用刀具研究[D]. 王亚飞.浙江大学 2014
本文编号：3020930
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