淬硬钢高速深切绿色铣削研究

发布时间：2021-02-27 07:14

　　淬硬钢材料具有硬度高以及耐磨性好的特点,在模具制造业中应用较为广泛。采用高速深切铣削的方法可以大幅提高淬硬钢模具的加工效率,但同时也造成铣削温度以及铣削力的激增,进而导致刀具快速磨损失效。如何对切削区域进行有效的冷却和润滑是延长刀具使用寿命的关键。传统的切削液浇注法因为液体流速低,难以进入刀刃和工件的切削接触区,冷却和润滑效果较差,且使用过程中还会对自然环境以及工人健康造成危害。最小量润滑（MQL）以及油膜水滴（OoW）方法是近年来提出的绿色切削冷却方法,其中OoW方法具有很大潜力但相关研究目前并不多见。本文将研究MQL和OoW冷却润滑方法下的深切铣削,分析刀具磨损的演变过程和演变机理,并与干式切削和压缩气体冷却方法作对比。首先,对干式切削和压缩气体冷却方法展开研究。在保证每齿切削材料量一致的前提下,共设计了两组不同切削速度的深切铣削实验。分别从刀具寿命、刀具微观形貌以及铣削力等方面对干式切削和压缩气体冷却方法进行对比。结合实验结果,分析压缩气体在加工过程中的冷却作用。其次,对MQL方法下的深切高速铣削展开研究。先对喷嘴喷射角度、气体流量以及润滑油流量进行参数优化。接着设计两组不同切削... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 强冷气方法
        1.2.2 最小量润滑法（MQL）
        1.2.3 油膜水滴法（OoW）
        1.2.4 磨损机理
    1.3 存在的问题
    1.4 课题来源及主要内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 主要研究内容
第二章 实验材料及设备
    2.1 实验材料与刀具
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验刀具
    2.2 实验加工设备
        2.2.1 数控加工中心
        2.2.2 外置复合喷雾冷却系统
    2.3 测试分析系统
        2.3.1 铣削力测试分析系统
        2.3.2 刀具磨损观测系统
        2.3.3 磨损机理分析系统
    2.4 实验方案设计
        2.4.1 切削参数
        2.4.2 喷射参数
        2.4.3 实验方案
    2.5 本章小结
第三章 压缩气体冷却方法下的刀具磨损研究
    3.1 170m/min的铣削实验
        3.1.1 刀具寿命
        3.1.2 刀具微观形貌
        3.1.3 铣削力
    3.2 130m/min的铣削实验
        3.2.1 刀具寿命
        3.2.2 刀具微观形貌
        3.2.3 铣削力
    3.3 本章小结
第四章 MQL方法下的刀具磨损研究
    4.1 MQL方法的参数优化
        4.1.1 喷射角度的优化
        4.1.2 油量优化
    4.2 170m/min的铣削实验
        4.2.1 刀具寿命
        4.2.2 刀具微观形貌
        4.2.3 铣削力
    4.3 130m/min的铣削实验
        4.3.1 刀具寿命
        4.3.2 刀具微观形貌
        4.3.3 铣削力
    4.4 分析与讨论
        4.4.1 MQL方法的雾化原理
        4.4.2 MQL在铣削中的冷却及润滑机理
    4.5 本章小结
第五章 OoW方法下的刀具磨损研究
    5.1 OoW方法的参数优化
        5.1.1 喷射角度的优化
        5.1.2 水量优化
    5.2 170m/min的铣削实验
        5.2.1 刀具寿命
        5.2.2 刀具微观形貌
        5.2.3 铣削力
    5.3 130m/min的铣削实验
        5.3.1 刀具寿命
        5.3.2 刀具微观形貌
        5.3.3 铣削力
    5.4 OoW方法与MQL方法的对比
    5.5 分析与讨论
        5.5.1 OoW和压缩气体冷却方法的冷却及润滑原理
        5.5.2 刀具磨损、破损的演变过程
    5.6 本章小结
结论与展望
    一、结论
    二、展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和主要荣誉
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色切削微量润滑增效技术研究进展[J]. 袁松梅,韩文亮,朱光远,侯学博,王莉.  机械工程学报. 2019(05)
[2]骨外科纳米粒子射流喷雾式微磨削温度场理论分析及试验[J]. 杨敏,李长河,张彦彬,王要刚,李本凯,李润泽.  机械工程学报. 2018(18)
[3]TC4钛合金在低温CO2冷却下的切削性能[J]. 肖虎,李亮.  中国机械工程. 2017(08)
[4]中国汽车制造业市场结构与绩效关系[J]. 王继东,杨蕙馨.  经济与管理研究. 2016(04)
[5]微量润滑对切削加工残余应力的影响[J]. 贺爱东,叶邦彦,覃孟扬,徐兰英,梁立东.  湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[6]微量润滑条件下铣削速度对油雾浓度的影响分析[J]. 赵威,陈冲,何宁,李亮,任斐,梁鑫光.  南京航空航天大学学报. 2015(03)
[7]中国制造业发展与“中国制造2025”规划[J]. 郭朝先,王宏霞.  经济研究参考. 2015(31)
[8]微量油膜附水滴切削性能的试验研究[J]. 马国红,刘永姜,杜盼盼,安波.  现代制造工程. 2015(01)
[9]钛合金车削中的低温油膜水滴冷却润滑技术[J]. 陈东建,刘永姜,邵延君,李文举.  机械设计与制造. 2014(01)
[10]液氮低温切削加工对高强度钢加工表面的效果[J]. 牛阿慧,李淑娟,刘刊,于俊达.  机械设计与制造. 2013(07)

硕士论文
[1]高速钢刀具固体润滑涂层的研究与应用[D]. 高亚男.河北理工大学 2008



本文编号：3053882