高速铣削3Cr2Mo钢的表面粗糙度和白层厚度研究
发布时间：2021-09-22 05:00
表面粗糙度是衡量高速切削淬硬钢表面质量的重要指标之一。目前,主要根据铣削实验和经验值选择适当的铣削工艺参数及刀具来控制表面粗糙度,具有一定的不确定性和局限性。高速铣削过程中的工件硬度和铣削参数对工件表面质量有一定的影响;因此,工件硬度和铣削参数对粗糙度的影响规律研究具有理论和实际应用价值。本文通过高速铣削3Cr2Mo钢试验,分别使用硬度31HRC和41HRC的3Cr2Mo钢试件进行了单因素铣削试验,研究了铣削速度V、每齿进给量fz和铣削宽度Rd对于不同工件硬度表面粗糙度的影响规律;设计并进行了三因素（铣削速度V、每齿进给量fz和铣削宽度Rd）三水平正交铣削试验,并对实验结果进行了极差分析和方差分析,研究了不同铣削参数对于不同硬度工件表面粗糙度的显著性影响;最后利用田口分析方法对铣削工艺参数进行了优化,确定了不同硬度下的最优铣削参数组合,为高速铣削硬度31HRC和41HRC的3Cr2Mo钢工艺参数的选择提供了参考。通过对表面粗糙度的形成机理分析,详细研究了影响表面粗糙度的几何因素和物理因素,建立了高速...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速铣削机床Figure2-1High-speedmillingmachine工作台面积：1300×560mm
中北大学学位论文9刀具最大直径：200mm刀具最大长度：250mm刀具最大重量：6kg主轴锥孔/刀柄形式：24ISO40/BT40数控系统：OKUMAOSP-E100M（2）刀具刀具为台湾OSL公司生产的TiAlN涂层整体圆柱形立铣刀，图2-2分别为01号和02号铣刀，单因素试验使用01号立铣刀，正交试验使用02号立铣刀，两把铣刀的详细几何参数如表2-1所示。TiAlN涂层拥有高的硬度和强度，低的摩擦系数和导热系数，能够高温铣削下的保持良好的稳定性，特别适合高速铣削加工，表2-2为TiAlN涂层的物理属性参数。(a)(b)图2-2高速切削铣刀Figure2-2High-speedcuttingmillingcutter
中北大学学位论文10表2-1刀具几何参数Table2-1Toolgeometry铣刀编号直径D/mm刃数N/个螺旋角λ/°前角α/°涂层厚度/μm011244503021223503表2-2TiAlN涂层参数Table2-2TiAlNcoatingparameters性能参数参数值微观硬度/HV0.053300干切钢的摩擦系数0.30～0.35最大工作温度/°C900压应力/GPa-1.3/-1.5（3）工件材料试验工件材料为3Cr2Mo淬硬钢，3Cr2Mo钢的主要物理属性参数如表2-3所示。通过热处理手段得到31HRC和41HRC两种硬度的试件，试件尺寸为160mm×110×42mm，试件和铣削试验序号如图2-3所示。操作边123456操作边8712111093Cr2Mo钢图2-33Cr2Mo钢试件和加工序号Figure2-33Cr2Mosteeltestpieceandprocessingnumber
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络和多元线性回归的航发叶片铣削力预测研究[J]. 黄兵,胥云,廖映华,石艳,李志荣. 机电工程. 2019(08)
[2]基于Box-Behnken设计的高速铣削TC11钛合金切削力预测模型研究[J]. 杨振朝,林允博,刘三娃,李言,董永亨. 航空精密制造技术. 2018(04)
[3]基于Deform-3D的42CrMo钢铣削仿真分析[J]. 景旭文,王楚辉,周宏根,顾向阳,孔晓风. 工具技术. 2018(02)
[4]表面粗糙度比较样块校准装置建标方案探讨[J]. 王冲,张旭敏,朱磊文. 模具工业. 2017(09)
[5]基于MATLAB的二元线性回归在小孔流速实验中的应用[J]. 黄育红,马杰,张慕华,王恒通,杨宗立. 大学物理实验. 2016(01)
[6]高速硬切削加工表面白层形成机理研究[J]. 陈涛,刘献礼,李素燕,李凯,刘涛. 机械工程学报. 2015(23)
[7]高速干硬切削加工表面残余应力的预测[J]. 段春争,孔维森,张方圆. 组合机床与自动化加工技术. 2015(04)
[8]硬态切削工件表面白层厚度预测方法[J]. 徐颖强,李娜娜,李万钟,郭彩虹. 机械工程学报. 2015(03)
[9]高速铣削淬硬模具钢的切屑变形[J]. 庞俊忠,辛志杰,沈兴全,苗鸿宾. 中国机械工程. 2013(14)
[10]航空铝7050高速铣削表面粗糙度试验研究[J]. 杨济森,郭宏伟,李洪涛. 机械制造与自动化. 2011(03)
博士论文
[1]高速切削变形过程的类流体特性研究[D]. 张克国.山东大学 2014
[2]模具钢硬态切削过程刀具磨损及表面淬火效应研究[D]. 岳彩旭.哈尔滨理工大学 2012
[3]微细电火花加工表面粗糙度评定研究[D]. 陈志杰.哈尔滨工程大学 2011
[4]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
[5]高速铣削加工表面质量的研究[D]. 王素玉.山东大学 2006
硕士论文
[1]高速铣削中的切削加工性研究[D]. 张家华.中北大学 2018
[2]Q235B钢的M-Paul动态本构关系研究[D]. 黄敏远.哈尔滨理工大学 2018
[3]基于正交试验的45钢车削表面粗糙度的研究[D]. 魏铁军.苏州大学 2016
[4]高速干硬切削己加工表面白层微观形成机理研究[D]. 徐欣欣.大连理工大学 2016
[5]Al6061板材冷轧与再结晶退火试验研究及材料微观参数对表面粗糙度演变的影响[D]. 龙江.重庆大学 2016
[6]基于高斯滤波技术的表面粗糙度的提取[D]. 梅倩倩.河南科技大学 2015
[7]时效硬化对6021-T4铝板成形性能影响及冲压工艺稳健设计[D]. 刘翔.湖南大学 2015
[8]高温合金已切削表层特征试验研究与建模仿真[D]. 鞠红岩.哈尔滨理工大学 2015
[9]TC4钛合金高速切削的表面粗糙度与切削力实验研究[D]. 赵显嵩.大连理工大学 2013
[10]高速切削淬硬钢已加工表面白层和残余应力的预测与实验研究[D]. 孔维森.大连理工大学 2013
本文编号：3403185
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速铣削机床Figure2-1High-speedmillingmachine工作台面积：1300×560mm
中北大学学位论文9刀具最大直径：200mm刀具最大长度：250mm刀具最大重量：6kg主轴锥孔/刀柄形式：24ISO40/BT40数控系统：OKUMAOSP-E100M（2）刀具刀具为台湾OSL公司生产的TiAlN涂层整体圆柱形立铣刀，图2-2分别为01号和02号铣刀，单因素试验使用01号立铣刀，正交试验使用02号立铣刀，两把铣刀的详细几何参数如表2-1所示。TiAlN涂层拥有高的硬度和强度，低的摩擦系数和导热系数，能够高温铣削下的保持良好的稳定性，特别适合高速铣削加工，表2-2为TiAlN涂层的物理属性参数。(a)(b)图2-2高速切削铣刀Figure2-2High-speedcuttingmillingcutter
中北大学学位论文10表2-1刀具几何参数Table2-1Toolgeometry铣刀编号直径D/mm刃数N/个螺旋角λ/°前角α/°涂层厚度/μm011244503021223503表2-2TiAlN涂层参数Table2-2TiAlNcoatingparameters性能参数参数值微观硬度/HV0.053300干切钢的摩擦系数0.30～0.35最大工作温度/°C900压应力/GPa-1.3/-1.5（3）工件材料试验工件材料为3Cr2Mo淬硬钢，3Cr2Mo钢的主要物理属性参数如表2-3所示。通过热处理手段得到31HRC和41HRC两种硬度的试件，试件尺寸为160mm×110×42mm，试件和铣削试验序号如图2-3所示。操作边123456操作边8712111093Cr2Mo钢图2-33Cr2Mo钢试件和加工序号Figure2-33Cr2Mosteeltestpieceandprocessingnumber
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络和多元线性回归的航发叶片铣削力预测研究[J]. 黄兵,胥云,廖映华,石艳,李志荣. 机电工程. 2019(08)
[2]基于Box-Behnken设计的高速铣削TC11钛合金切削力预测模型研究[J]. 杨振朝,林允博,刘三娃,李言,董永亨. 航空精密制造技术. 2018(04)
[3]基于Deform-3D的42CrMo钢铣削仿真分析[J]. 景旭文,王楚辉,周宏根,顾向阳,孔晓风. 工具技术. 2018(02)
[4]表面粗糙度比较样块校准装置建标方案探讨[J]. 王冲,张旭敏,朱磊文. 模具工业. 2017(09)
[5]基于MATLAB的二元线性回归在小孔流速实验中的应用[J]. 黄育红,马杰,张慕华,王恒通,杨宗立. 大学物理实验. 2016(01)
[6]高速硬切削加工表面白层形成机理研究[J]. 陈涛,刘献礼,李素燕,李凯,刘涛. 机械工程学报. 2015(23)
[7]高速干硬切削加工表面残余应力的预测[J]. 段春争,孔维森,张方圆. 组合机床与自动化加工技术. 2015(04)
[8]硬态切削工件表面白层厚度预测方法[J]. 徐颖强,李娜娜,李万钟,郭彩虹. 机械工程学报. 2015(03)
[9]高速铣削淬硬模具钢的切屑变形[J]. 庞俊忠,辛志杰,沈兴全,苗鸿宾. 中国机械工程. 2013(14)
[10]航空铝7050高速铣削表面粗糙度试验研究[J]. 杨济森,郭宏伟,李洪涛. 机械制造与自动化. 2011(03)
博士论文
[1]高速切削变形过程的类流体特性研究[D]. 张克国.山东大学 2014
[2]模具钢硬态切削过程刀具磨损及表面淬火效应研究[D]. 岳彩旭.哈尔滨理工大学 2012
[3]微细电火花加工表面粗糙度评定研究[D]. 陈志杰.哈尔滨工程大学 2011
[4]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
[5]高速铣削加工表面质量的研究[D]. 王素玉.山东大学 2006
硕士论文
[1]高速铣削中的切削加工性研究[D]. 张家华.中北大学 2018
[2]Q235B钢的M-Paul动态本构关系研究[D]. 黄敏远.哈尔滨理工大学 2018
[3]基于正交试验的45钢车削表面粗糙度的研究[D]. 魏铁军.苏州大学 2016
[4]高速干硬切削己加工表面白层微观形成机理研究[D]. 徐欣欣.大连理工大学 2016
[5]Al6061板材冷轧与再结晶退火试验研究及材料微观参数对表面粗糙度演变的影响[D]. 龙江.重庆大学 2016
[6]基于高斯滤波技术的表面粗糙度的提取[D]. 梅倩倩.河南科技大学 2015
[7]时效硬化对6021-T4铝板成形性能影响及冲压工艺稳健设计[D]. 刘翔.湖南大学 2015
[8]高温合金已切削表层特征试验研究与建模仿真[D]. 鞠红岩.哈尔滨理工大学 2015
[9]TC4钛合金高速切削的表面粗糙度与切削力实验研究[D]. 赵显嵩.大连理工大学 2013
[10]高速切削淬硬钢已加工表面白层和残余应力的预测与实验研究[D]. 孔维森.大连理工大学 2013
本文编号：3403185
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