硬质合金插铣刀具磨损及刀具几何参数优化研究
发布时间：2022-01-25 20:08
目前国际上机械制造行业中应用最普遍、最有效的加工方式为减材加工,如车、铣、刨、磨、钻等。插铣作为一种铣削和钻削组合的新加工方式,因其在大型异构件的粗加工方面的优势被广泛应用,由于其很高的材料去除率,使得加工过程中刀具磨损严重,甚至出现崩刃现象,导致切削无法继续进行。因此,研究硬质合金刀具的磨损规律对大型异构件的整体插铣加工具有重要意义。本文依据水轮机组水斗插铣加工的实际情况,从以下几个方向去研究硬质合金插铣刀具的磨损:首先,建立了硬质合金插铣刀具磨损的预测模型。通过对刀具磨损机理的分析,得出插铣加工中刀具的主要磨损形式。对不同磨损形式进行磨损量的计算,得出硬质合金插铣刀具后刀面磨损总量计算公式。其次,建立了硬质合金涂层刀具插铣加工0Cr13Ni4Mo不锈钢的有限元仿真模型。利用仿真模型,研究了不同切削参数下插铣加工过程中切削力、切削温度和刀具磨损的变化规律。再次,建立了硬质合金插铣刀具寿命经验模型,进行了硬质合金刀具插铣加工试验研究。采用单因素试验方案,通过仿真数据与试验数据的对比,分析插铣加工仿真模型的准确性,为后续利用有限元软件研究插铣加工提供了理论支持;设计了插铣加工正交试验,建...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水轮机水斗Fig.1-1Thewaterbucketofturbine
粗加工和半精加工过程中得到了广泛的应用[6,7]。图1-2为插铣工艺原理示意图。图 1-2 插铣加工示意图Fig.1-2 Schematic diagram of plunge milling在插铣法广泛应用的同时，由于其自身具有高效的金属材料去除率的特点，使得加工过程中的刀具经常会出现磨损、崩刃等现象，使得刀具无法正常切削，迫使工人提前更换刀具，然后再重新进行加工，这不仅仅降低了企业生产效率，同时还提高了企业的生产成本。最终体现在市场上的是企业产品竞争力的下降。刀具磨损问题严重影响了机械加工行业的发展，因此，备受各国学者的关注。研究刀具磨损的方法有很多，大多采用实验的方法进行研究，该方法一方面是研究的成本比较高，另一方面研究的效率也不高。随着有限元仿真技术的日益发展，利用有限元技术和实验相结合的方法研究刀具的磨损成为一种既高效又廉价的方法。
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文有效性。同时，作者利用 Deform-3D 切削仿真软件中的 Usui 模型建立三维仿真模型，并通过磨粒磨损模型与扩散磨损模型来研究刀具磨损问题。Stellenbosch大学的 Gert Adriaan Oosthuizen[16]在研究关于刀具磨损与磨损率的相关文献时，以加工过程中刀具磨损与磨损率的实验数据为基础，建立了刀具磨损图。同时，建立了刀具磨损行为的数学模型。图 1-3 和图 1-4 是刀具失效模式图与硬质合金粗铣钛合金时的刀具磨损图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温冷却GH4169高温合金插铣刀具磨损试验研究[J]. 李郁,田卫军,任军学,姚倡锋,张亚锋. 现代制造工程. 2017(08)
[2]插铣加工中动刚度——阻尼减振刀杆数学模型仿真[J]. 王宇,韩冬,翟元盛,高海宁,郑登辉. 工具技术. 2017(02)
[3]GH4169插铣参数对刀具寿命影响规律及磨损形貌研究[J]. 李锋,余斌高,刘维伟,夏杨欢,李文科. 工具技术. 2017(01)
[4]氟金云母玻璃陶瓷切削加工中刀具角度对刀具磨损的影响[J]. 陈斌,于爱兵,王燕琳,吴剑钊,牛威杨. 人工晶体学报. 2016(04)
[5]切削2种易切钢刀具磨损机理研究[J]. 杨海东,邹玉明,张俊生. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[6]基于神经网络与遗传算法的刀具磨损检测与控制[J]. 秦国华,谢文斌,王华敏. 光学精密工程. 2015(05)
[7]基于AdvantEdge的钛合金Ti6Al4V的高速铣削有限元仿真[J]. 肖田,王怀峰,武文革. 煤矿机械. 2012(05)
[8]高速车削300M超高强度钢时的Al2O3基陶瓷刀具磨损机理研究[J]. 刘维民,赵军,艾兴,周咏辉. 摩擦学学报. 2011(06)
[9]高效切削钛合金时刀具磨损试验分析[J]. 范依航,郑敏利,杨树财,张为,石文勇. 沈阳工业大学学报. 2011(02)
[10]三点弯曲法测试硬质合金弹性模量[J]. 聂洪波. 粉末冶金材料科学与工程. 2010(06)
博士论文
[1]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
[2]基于加工过程建模的模具钢多轴高速铣削表面完整性研究[D]. 陈晓晓.山东大学 2014
[3]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
[4]航空铝合金厚板初始残余应力及其对铣削变形影响的基础研究[D]. 王树宏.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]基于有限元方法的GH4169车削过程刀具磨损仿真及试验研究[D]. 黄翠.哈尔滨理工大学 2017
[2]40CrNi2Si2MoVA超高强度钢高速铣削机理研究[D]. 张校雷.哈尔滨理工大学 2016
[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]300M超高强度钢高速车削加工刀具磨损的研究[D]. 李帅.哈尔滨理工大学 2014
[5]高速刀具刃口刃形重构技术的研究[D]. 范依航.哈尔滨理工大学 2009
[6]微细铣削表面粗糙度和残余应力的研究[D]. 朱黛茹.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3609131
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水轮机水斗Fig.1-1Thewaterbucketofturbine
粗加工和半精加工过程中得到了广泛的应用[6,7]。图1-2为插铣工艺原理示意图。图 1-2 插铣加工示意图Fig.1-2 Schematic diagram of plunge milling在插铣法广泛应用的同时，由于其自身具有高效的金属材料去除率的特点，使得加工过程中的刀具经常会出现磨损、崩刃等现象，使得刀具无法正常切削，迫使工人提前更换刀具，然后再重新进行加工，这不仅仅降低了企业生产效率，同时还提高了企业的生产成本。最终体现在市场上的是企业产品竞争力的下降。刀具磨损问题严重影响了机械加工行业的发展，因此，备受各国学者的关注。研究刀具磨损的方法有很多，大多采用实验的方法进行研究，该方法一方面是研究的成本比较高，另一方面研究的效率也不高。随着有限元仿真技术的日益发展，利用有限元技术和实验相结合的方法研究刀具的磨损成为一种既高效又廉价的方法。
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文有效性。同时，作者利用 Deform-3D 切削仿真软件中的 Usui 模型建立三维仿真模型，并通过磨粒磨损模型与扩散磨损模型来研究刀具磨损问题。Stellenbosch大学的 Gert Adriaan Oosthuizen[16]在研究关于刀具磨损与磨损率的相关文献时，以加工过程中刀具磨损与磨损率的实验数据为基础，建立了刀具磨损图。同时，建立了刀具磨损行为的数学模型。图 1-3 和图 1-4 是刀具失效模式图与硬质合金粗铣钛合金时的刀具磨损图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温冷却GH4169高温合金插铣刀具磨损试验研究[J]. 李郁,田卫军,任军学,姚倡锋,张亚锋. 现代制造工程. 2017(08)
[2]插铣加工中动刚度——阻尼减振刀杆数学模型仿真[J]. 王宇,韩冬,翟元盛,高海宁,郑登辉. 工具技术. 2017(02)
[3]GH4169插铣参数对刀具寿命影响规律及磨损形貌研究[J]. 李锋,余斌高,刘维伟,夏杨欢,李文科. 工具技术. 2017(01)
[4]氟金云母玻璃陶瓷切削加工中刀具角度对刀具磨损的影响[J]. 陈斌,于爱兵,王燕琳,吴剑钊,牛威杨. 人工晶体学报. 2016(04)
[5]切削2种易切钢刀具磨损机理研究[J]. 杨海东,邹玉明,张俊生. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[6]基于神经网络与遗传算法的刀具磨损检测与控制[J]. 秦国华,谢文斌,王华敏. 光学精密工程. 2015(05)
[7]基于AdvantEdge的钛合金Ti6Al4V的高速铣削有限元仿真[J]. 肖田,王怀峰,武文革. 煤矿机械. 2012(05)
[8]高速车削300M超高强度钢时的Al2O3基陶瓷刀具磨损机理研究[J]. 刘维民,赵军,艾兴,周咏辉. 摩擦学学报. 2011(06)
[9]高效切削钛合金时刀具磨损试验分析[J]. 范依航,郑敏利,杨树财,张为,石文勇. 沈阳工业大学学报. 2011(02)
[10]三点弯曲法测试硬质合金弹性模量[J]. 聂洪波. 粉末冶金材料科学与工程. 2010(06)
博士论文
[1]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
[2]基于加工过程建模的模具钢多轴高速铣削表面完整性研究[D]. 陈晓晓.山东大学 2014
[3]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
[4]航空铝合金厚板初始残余应力及其对铣削变形影响的基础研究[D]. 王树宏.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]基于有限元方法的GH4169车削过程刀具磨损仿真及试验研究[D]. 黄翠.哈尔滨理工大学 2017
[2]40CrNi2Si2MoVA超高强度钢高速铣削机理研究[D]. 张校雷.哈尔滨理工大学 2016
[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]300M超高强度钢高速车削加工刀具磨损的研究[D]. 李帅.哈尔滨理工大学 2014
[5]高速刀具刃口刃形重构技术的研究[D]. 范依航.哈尔滨理工大学 2009
[6]微细铣削表面粗糙度和残余应力的研究[D]. 朱黛茹.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3609131
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3609131.html
