薄壁轴承套圈精密硬车削研究
发布时间：2021-05-12 08:59
硬切削是实现轴承套圈精密高效加工的一项关键技术,然而轴承套圈具有硬度高、壁薄等难加工特征,同时要求具备高的尺寸精度和表面质量。因此,薄壁轴承套圈硬车削时的刀具磨损快、不易断屑以及加工质量难以保证等一直是轴承制造领域的技术难题。为此,本文以PcBN刀具精密硬车削薄壁轴承套圈为研究对象,设计了刀具微观刃口倒棱,并通过有限元仿真与切削试验,研究了硬车削切削力变化规律、切削温度分布状态以及锯齿形切屑形成过程,验证了刀具刃口倒棱参数对切削力与切削温度的影响,分析了已加工表面完整性影响因素、刀具耐用度、刀具磨损形态与机理,探讨了带状切屑向锯齿形切屑转变的临界条件。论文主要研究工作如下:（1）以GCr15轴承套圈为加工对象,对PcBN刀具材料、刀具结构以及刀具刃口倒棱进行了设计,进而应用有限元仿真,研究了硬车削过程中切削力变化规律、切削温度分布状态以及锯齿形切屑形成过程,分析了PcBN刀具微观刃口倒棱参数对切削力和切削热的影响。（2）进行了PcBN刀具精密硬车削GCr15轴承套圈的基础试验,验证并进一步分析了PcBN刀具微观刃口倒棱参数对切削力、切削温度以及切屑变形的影响规律,探讨了硬车削过程中带状...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 硬车削加工研究现状与分析
1.2.1 硬车削刀具
1.2.2 硬车削切削力
1.2.3 硬车削切削温度
1.2.4 硬车削切屑形成
1.2.5 硬车削表面完整性
1.3 薄壁轴承套圈精密硬车削研究现状与分析
1.4 本课题的主要研究内容与研究思路
第二章 PcBN刀具微观刃口倒棱设计
2.1 设计方案
2.1.1 PcBN刀具材料的选择分析
2.1.2 PcBN刀具结构的选择分析
2.1.3 PcBN微观刃口倒棱设计
2.2 PcBN刀具硬车削过程有限元仿真分析
2.2.1 GCr15 轴承钢硬车削二维有限元仿真模型的建立
2.2.2 材料本构模型的选择及其模型参数
2.2.3 切屑分离准则的选择与参数设置
2.2.4 摩擦接触模型的选择与参数设置
2.3 有限元仿真结果与分析
2.3.1 切削力结果与分析
2.3.2 切削温度结果与分析
2.3.3 锯齿形切屑形成过程
2.4 本章小节
第三章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈的基础试验研究
3.1 试验条件与方案
3.2 切削力试验结果与分析
3.3 切削温度试验结果与分析
3.4 切屑变形试验结果与分析
3.4.1 倒棱参数对切屑变形的影响
3.4.2 切削用量对切屑变形的影响
3.5 试验结果与仿真结果的对比分析
3.6 本章小结
第四章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈表面完整性研究
4.1 试验条件与方案
4.1.1 试验条件
4.1.2 试验方案
4.2 表面粗糙度测试与分析
4.2.1 表面粗糙度理论模型
4.2.2 倒棱参数对表面粗糙度的影响
4.2.3 切削用量对表面粗糙度的影响
4.3 表面残余应力测试与分析
4.3.1 倒棱参数对表面残余应力的影响
4.3.2 切削用量对表面残余应力的影响
4.4 次表层残余应力的测量与分析
4.4.1 倒棱参数对次表层残余应力的影响
4.4.2 切削用量对次表层残余应力的影响
4.5 本章小结
第五章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈刀具磨损研究
5.1 刀具快速耐用度试验
5.1.1 数学模型
5.1.2 试验条件与方案
5.2 刀具耐用度分析
5.2.1 倒棱宽度对刀具耐用度的影响
5.2.2 倒棱角度对刀具耐用度的影响
5.3 PcBN刀具磨损形态分析
5.4 PcBN刀具磨损机理分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床切削速度对切削力影响的仿真分析[J]. 温得英. 设备管理与维修. 2018(23)
[2]硬车技术应用浅谈[J]. 俞兵. 酒钢科技. 2017(01)
[3]精密硬车削轴承套圈装夹变形建模与预测[J]. 张冏,姚振强,刘亮,陈有光. 机械设计与研究. 2017(01)
[4]轴承套圈硬车削过程中的残余应力模拟及试验研究[J]. 徐兰英,伍强,覃孟扬,汤勇. 机床与液压. 2016(13)
[5]精密硬车加工轴承套圈的表面完整性试验研究[J]. 丁红汉,杭鲁滨,陈有光. 中国机械工程. 2016(08)
[6]国内外轴承钢的现状与发展趋势[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 钢铁研究学报. 2016(03)
[7]Adiabatic Shear Mechanisms for the Hard Cutting Process[J]. YUE Caixu,WANG Bo,LIU Xianli,FENG Huize,CAI Chunbin. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(03)
[8]硬车削滚动轴承套圈的试验研究[J]. 谢军,张亚萍. 机电工程. 2014(08)
[9]精密硬车终加工工艺试验[J]. 谢华永,董汉杰,张玉玲. 轴承. 2014(07)
[10]PcBN加工淬硬钢刀具材料的研究[J]. 李启泉,张旺玺. 金刚石与磨料磨具工程. 2011(06)
博士论文
[1]强化刃PCBN刀具设计及其硬切削性能研究[D]. 李素燕.哈尔滨理工大学 2018
[2]高强高硬钢硬态切削的切削性能实验研究[D]. 杨昊.北京理工大学 2014
[3]面向硬切削的切削区域温度场解析建模及实验研究[D]. 李林文.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]大型滚动轴承力学性能及其疲劳寿命研究[D]. 温建民.大连理工大学 2013
[2]薄壁轴承套圈外轮廓精密测量技术研究[D]. 刘宇峰.河南科技大学 2013
本文编号：3183134
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 硬车削加工研究现状与分析
1.2.1 硬车削刀具
1.2.2 硬车削切削力
1.2.3 硬车削切削温度
1.2.4 硬车削切屑形成
1.2.5 硬车削表面完整性
1.3 薄壁轴承套圈精密硬车削研究现状与分析
1.4 本课题的主要研究内容与研究思路
第二章 PcBN刀具微观刃口倒棱设计
2.1 设计方案
2.1.1 PcBN刀具材料的选择分析
2.1.2 PcBN刀具结构的选择分析
2.1.3 PcBN微观刃口倒棱设计
2.2 PcBN刀具硬车削过程有限元仿真分析
2.2.1 GCr15 轴承钢硬车削二维有限元仿真模型的建立
2.2.2 材料本构模型的选择及其模型参数
2.2.3 切屑分离准则的选择与参数设置
2.2.4 摩擦接触模型的选择与参数设置
2.3 有限元仿真结果与分析
2.3.1 切削力结果与分析
2.3.2 切削温度结果与分析
2.3.3 锯齿形切屑形成过程
2.4 本章小节
第三章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈的基础试验研究
3.1 试验条件与方案
3.2 切削力试验结果与分析
3.3 切削温度试验结果与分析
3.4 切屑变形试验结果与分析
3.4.1 倒棱参数对切屑变形的影响
3.4.2 切削用量对切屑变形的影响
3.5 试验结果与仿真结果的对比分析
3.6 本章小结
第四章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈表面完整性研究
4.1 试验条件与方案
4.1.1 试验条件
4.1.2 试验方案
4.2 表面粗糙度测试与分析
4.2.1 表面粗糙度理论模型
4.2.2 倒棱参数对表面粗糙度的影响
4.2.3 切削用量对表面粗糙度的影响
4.3 表面残余应力测试与分析
4.3.1 倒棱参数对表面残余应力的影响
4.3.2 切削用量对表面残余应力的影响
4.4 次表层残余应力的测量与分析
4.4.1 倒棱参数对次表层残余应力的影响
4.4.2 切削用量对次表层残余应力的影响
4.5 本章小结
第五章 PcBN刀具精密硬车削GCr15 轴承套圈刀具磨损研究
5.1 刀具快速耐用度试验
5.1.1 数学模型
5.1.2 试验条件与方案
5.2 刀具耐用度分析
5.2.1 倒棱宽度对刀具耐用度的影响
5.2.2 倒棱角度对刀具耐用度的影响
5.3 PcBN刀具磨损形态分析
5.4 PcBN刀具磨损机理分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床切削速度对切削力影响的仿真分析[J]. 温得英. 设备管理与维修. 2018(23)
[2]硬车技术应用浅谈[J]. 俞兵. 酒钢科技. 2017(01)
[3]精密硬车削轴承套圈装夹变形建模与预测[J]. 张冏,姚振强,刘亮,陈有光. 机械设计与研究. 2017(01)
[4]轴承套圈硬车削过程中的残余应力模拟及试验研究[J]. 徐兰英,伍强,覃孟扬,汤勇. 机床与液压. 2016(13)
[5]精密硬车加工轴承套圈的表面完整性试验研究[J]. 丁红汉,杭鲁滨,陈有光. 中国机械工程. 2016(08)
[6]国内外轴承钢的现状与发展趋势[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 钢铁研究学报. 2016(03)
[7]Adiabatic Shear Mechanisms for the Hard Cutting Process[J]. YUE Caixu,WANG Bo,LIU Xianli,FENG Huize,CAI Chunbin. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(03)
[8]硬车削滚动轴承套圈的试验研究[J]. 谢军,张亚萍. 机电工程. 2014(08)
[9]精密硬车终加工工艺试验[J]. 谢华永,董汉杰,张玉玲. 轴承. 2014(07)
[10]PcBN加工淬硬钢刀具材料的研究[J]. 李启泉,张旺玺. 金刚石与磨料磨具工程. 2011(06)
博士论文
[1]强化刃PCBN刀具设计及其硬切削性能研究[D]. 李素燕.哈尔滨理工大学 2018
[2]高强高硬钢硬态切削的切削性能实验研究[D]. 杨昊.北京理工大学 2014
[3]面向硬切削的切削区域温度场解析建模及实验研究[D]. 李林文.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]大型滚动轴承力学性能及其疲劳寿命研究[D]. 温建民.大连理工大学 2013
[2]薄壁轴承套圈外轮廓精密测量技术研究[D]. 刘宇峰.河南科技大学 2013
本文编号：3183134
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