超高强度钢30CrMnSiNi2A插铣加工切削机理与试验研究
发布时间：2021-06-21 17:08
插铣加工是铣削加工中一种高效材料去除手段,可显著提高复杂零件的生产效率,降低生产成本,在航空航天等领域有很广泛的应用。插铣加工主要承受轴向力,能解决难加工材料、复杂曲面、深槽和薄壁件加工中效率低且成本高的问题。但是,当切削参数制定不合理且刀具悬伸量较大时,插铣加工也存在颤振问题,严重影响加工质量。因此,对插铣切削机理及稳定性展开研究:（1）针对三种插铣加工类型,建立了不同类型下切削宽度模型,运用MATLAB编程验证了模型的正确性,为插铣加工动态铣削力建模和试验研究提供了理论依据。（2）在插铣加工受力分析的基础上建立了插铣铣削力模型。通过将插铣刀参与切削的底刃离散化来求解微元的切削力,并对其进行叠加及坐标变换得到各方向的铣削力。基于平均铣削力法得到插铣30CrMnSiNi2A的铣削力系数,建立关于切削参数二次多项式的动态铣削力系数模型,并运用MATLAB编程求解不同切削参数下的铣削力,验证了动态铣削力系数模型和铣削力模型的准确性。（3）对超高强度钢30CrMnSiNi2A进行插铣加工模态试验,通过模态分析得到加工系统的模态参数。基于全离散法对插铣加工三自由度动力学模型进行求解,并运用MA...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
插铣加工应用场合
(d) 拐角加工图 1.1 插铣加工应用场合图 1.2 为某型腔件，Frederic Monies 提出了一种新的用于深槽和深型腔粗加工略，通过定义优化角度来平衡横向力，拓展了 BotTCF（balancing of the transing force）的应用范围，将斜坡铣削策略与插铣策略相结合，特别适用于半开放腔的粗加工[6]。图 1.3 为巨型燃气轮机壳体，这款全世界最大型燃汽轮机的壳到 90 吨，有 16 个燃烧室孔。2013 年 8 月，德国的西门子认为插铣是高效加工插铣刀具可以直接插入罩壳的预制孔内，借助山特维克提出的基于插铣和新加解决方案，最终将巨型燃气轮机壳体的加工时间减少了 63 个小时，3 年里共节的生产时间[7]。
(d) 拐角加工图 1.1 插铣加工应用场合图 1.2 为某型腔件，Frederic Monies 提出了一种新的用于深槽和深型腔粗加工略，通过定义优化角度来平衡横向力，拓展了 BotTCF（balancing of the transing force）的应用范围，将斜坡铣削策略与插铣策略相结合，特别适用于半开放腔的粗加工[6]。图 1.3 为巨型燃气轮机壳体，这款全世界最大型燃汽轮机的壳到 90 吨，有 16 个燃烧室孔。2013 年 8 月，德国的西门子认为插铣是高效加工插铣刀具可以直接插入罩壳的预制孔内，借助山特维克提出的基于插铣和新加解决方案，最终将巨型燃气轮机壳体的加工时间减少了 63 个小时，3 年里共节的生产时间[7]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金插铣加工切削力试验及工艺参数优化[J]. 程耀楠,杨金龙,冯新敏,宋旭. 工具技术. 2018(02)
[2]基于动态切削力系数的插铣加工过程稳定性研究[J]. 岳彩旭,高海宁,刘献礼. 机械工程学报. 2017(17)
[3]GH4169插铣参数对切削力的影响规律研究[J]. 李锋,王景伦,刘维伟,曹一凡,李哲君. 工具技术. 2017(08)
[4]基于模糊分析方法的钛合金插铣加工切削参数优化[J]. 冯新敏,宋旭,程耀楠,陈天启,毛杜邦. 工具技术. 2017(03)
[5]基于铣削力仿真的稳定域叶瓣图构建[J]. 李宏坤,周帅,任远杰,丛明,赵鹏仕. 振动.测试与诊断. 2016(06)
[6]基于ABAQUS的30CrMnSiA合金钢切削仿真研究[J]. 李尧,胡敏,董松,何继宏,叶开昌. 工具技术. 2016(09)
[7]FV520B不锈钢铣削稳定叶瓣图的构建及实验[J]. 李宏坤,赵鹏仕,李精忠,董雷. 振动.测试与诊断. 2015(04)
[8]整体叶盘复合铣削机床设计[J]. 董宏亮,辛红敏,史耀耀. 机械设计与制造. 2014(05)
[9]基于遗传算法工具箱的插铣切削力的预测模型[J]. 翟元盛,张吉军,胡静姝,李玉甫. 工具技术. 2014(04)
[10]铣削过程稳定性分析的时域法研究进展[J]. 丁汉,丁烨,朱利民. 科学通报. 2012(31)
博士论文
[1]插齿切削稳定性研究及应用[D]. 陈立海.天津大学 2016
[2]镍基高温合金Inconel718高效加工切削机理与试验研究[D]. 庄可佳.华中科技大学 2015
[3]冲击式水轮机转轮设计及制造关键技术的研究[D]. 王波.哈尔滨理工大学 2015
[4]基于完全离散化方法的切削过程稳定性预测研究[D]. 李明震.华中科技大学 2013
[5]两种难加工材料的切削试验研究及其工艺参数优化[D]. 李登万.西南交通大学 2012
[6]铣削动力学—稳定性分析方法与应用[D]. 丁烨.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]考虑刀具磨损的机床能耗建模及多目标优化方法研究[D]. 刘博.哈尔滨工业大学 2017
[2]不同硬度30CrMnSiNi2A钢动态本构与损伤参数研究[D]. 李磊.南京理工大学 2017
[3]Cr13不锈钢插铣加工过程颤振稳定性研究[D]. 康学洋.哈尔滨理工大学 2016
[4]半开式整体叶轮数控插铣加工刀具轨迹规划研究[D]. 王升福.大连理工大学 2014
[5]插铣铣削力试验研究及仿真分析[D]. 崔立强.天津理工大学 2013
[6]钛合金插铣过程动力学及稳定性分析[D]. 贾昊.天津大学 2012
本文编号：3241067
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
插铣加工应用场合
(d) 拐角加工图 1.1 插铣加工应用场合图 1.2 为某型腔件，Frederic Monies 提出了一种新的用于深槽和深型腔粗加工略，通过定义优化角度来平衡横向力，拓展了 BotTCF（balancing of the transing force）的应用范围，将斜坡铣削策略与插铣策略相结合，特别适用于半开放腔的粗加工[6]。图 1.3 为巨型燃气轮机壳体，这款全世界最大型燃汽轮机的壳到 90 吨，有 16 个燃烧室孔。2013 年 8 月，德国的西门子认为插铣是高效加工插铣刀具可以直接插入罩壳的预制孔内，借助山特维克提出的基于插铣和新加解决方案，最终将巨型燃气轮机壳体的加工时间减少了 63 个小时，3 年里共节的生产时间[7]。
(d) 拐角加工图 1.1 插铣加工应用场合图 1.2 为某型腔件，Frederic Monies 提出了一种新的用于深槽和深型腔粗加工略，通过定义优化角度来平衡横向力，拓展了 BotTCF（balancing of the transing force）的应用范围，将斜坡铣削策略与插铣策略相结合，特别适用于半开放腔的粗加工[6]。图 1.3 为巨型燃气轮机壳体，这款全世界最大型燃汽轮机的壳到 90 吨，有 16 个燃烧室孔。2013 年 8 月，德国的西门子认为插铣是高效加工插铣刀具可以直接插入罩壳的预制孔内，借助山特维克提出的基于插铣和新加解决方案，最终将巨型燃气轮机壳体的加工时间减少了 63 个小时，3 年里共节的生产时间[7]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金插铣加工切削力试验及工艺参数优化[J]. 程耀楠,杨金龙,冯新敏,宋旭. 工具技术. 2018(02)
[2]基于动态切削力系数的插铣加工过程稳定性研究[J]. 岳彩旭,高海宁,刘献礼. 机械工程学报. 2017(17)
[3]GH4169插铣参数对切削力的影响规律研究[J]. 李锋,王景伦,刘维伟,曹一凡,李哲君. 工具技术. 2017(08)
[4]基于模糊分析方法的钛合金插铣加工切削参数优化[J]. 冯新敏,宋旭,程耀楠,陈天启,毛杜邦. 工具技术. 2017(03)
[5]基于铣削力仿真的稳定域叶瓣图构建[J]. 李宏坤,周帅,任远杰,丛明,赵鹏仕. 振动.测试与诊断. 2016(06)
[6]基于ABAQUS的30CrMnSiA合金钢切削仿真研究[J]. 李尧,胡敏,董松,何继宏,叶开昌. 工具技术. 2016(09)
[7]FV520B不锈钢铣削稳定叶瓣图的构建及实验[J]. 李宏坤,赵鹏仕,李精忠,董雷. 振动.测试与诊断. 2015(04)
[8]整体叶盘复合铣削机床设计[J]. 董宏亮,辛红敏,史耀耀. 机械设计与制造. 2014(05)
[9]基于遗传算法工具箱的插铣切削力的预测模型[J]. 翟元盛,张吉军,胡静姝,李玉甫. 工具技术. 2014(04)
[10]铣削过程稳定性分析的时域法研究进展[J]. 丁汉,丁烨,朱利民. 科学通报. 2012(31)
博士论文
[1]插齿切削稳定性研究及应用[D]. 陈立海.天津大学 2016
[2]镍基高温合金Inconel718高效加工切削机理与试验研究[D]. 庄可佳.华中科技大学 2015
[3]冲击式水轮机转轮设计及制造关键技术的研究[D]. 王波.哈尔滨理工大学 2015
[4]基于完全离散化方法的切削过程稳定性预测研究[D]. 李明震.华中科技大学 2013
[5]两种难加工材料的切削试验研究及其工艺参数优化[D]. 李登万.西南交通大学 2012
[6]铣削动力学—稳定性分析方法与应用[D]. 丁烨.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]考虑刀具磨损的机床能耗建模及多目标优化方法研究[D]. 刘博.哈尔滨工业大学 2017
[2]不同硬度30CrMnSiNi2A钢动态本构与损伤参数研究[D]. 李磊.南京理工大学 2017
[3]Cr13不锈钢插铣加工过程颤振稳定性研究[D]. 康学洋.哈尔滨理工大学 2016
[4]半开式整体叶轮数控插铣加工刀具轨迹规划研究[D]. 王升福.大连理工大学 2014
[5]插铣铣削力试验研究及仿真分析[D]. 崔立强.天津理工大学 2013
[6]钛合金插铣过程动力学及稳定性分析[D]. 贾昊.天津大学 2012
本文编号：3241067
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