基于高硅铝合金CE11铣削刀具的摩擦磨损特性研究

发布时间：2017-05-21 10:09

  本文关键词：基于高硅铝合金CE11铣削刀具的摩擦磨损特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高硅铝合金作为铝合金中市场份额最大的一个分支,具有比重小、热膨胀系数低、导热性好等一系列优点,因此有着广阔的发展前景。但是,硅含量的增加会使材料的切削性能下降,因此,高硅铝合金是一种难加工材料。现有研究文献证明,采用硬质合金、PCD、金刚石涂层刀具或高速加工技术能有利改善高硅铝合金的切削加工性,但综合国内企业设备、工艺系统及经济效益,研究硬质合金刀具加工高硅铝合金的磨损特性,解决高硅铝合金在切削加工中刀具磨损严重、加工表面质量差等问题,具有更为重大的现实意义。本课题首先基于铣削实验研究硬质合金立铣刀加工高硅铝合金CE11的摩擦学行为,借助测力系统、红外热成像仪等装置对加工过程中的切削力和接触面温度进行测量。再利用切削力求得加工过程中的平均摩擦系数,首先为模拟加工高硅铝合金CE11的刀具磨损仿真提供数据支撑。其次根据摩擦系数可以分析主轴转速对摩擦特性的影响,主轴转速越大,摩擦系数越小。在摩擦过程中,摩擦系数随着时间的变化呈先减小后增大的趋势。高硅铝合金在铣削加工过程中温度变化不大,摩擦系数与摩擦温度呈反比关系,在摩擦温度最高时摩擦系数最小。运用有限元仿真软件Deform 3D建立单齿铣削刀具的模型,通过正交试验法设计有限元分析方案,以模拟硬质合金刀具铣削加工高硅铝合金CE11的刀具磨损过程,分析铣削用量对刀具磨损特性的影响。为了验证仿真数据的有效性和可靠性,在数控加工中心进行刀具磨损的实验,并利用光学测量显微镜对刀面的磨损量进行测量。将实验结果与仿真结果进行对比分析,最终结论得出有限元仿真法可以进行高硅铝合金铣削过程的模拟,具有一定的可行性。
【关键词】：高硅铝合金CE11 硬质合金立铣刀 刀具摩擦特性 刀具磨损量
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG714
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 硅铝合金的分类及性能10-12
• 1.2.1 硅铝合金的分类10-11
• 1.2.2 硅铝合金的性能11-12
• 1.3 高硅铝合金的应用12-13
• 1.3.1 高硅铝合金在汽车配件领域的应用12-13
• 1.3.2 高硅铝合金在电子封装领域的应用13
• 1.4 硅铝合金国内外加工现状及发展趋势13-15
• 1.5 课题来源及研究的目的和意义15
• 1.5.1 课题来源15
• 1.5.2 课题研究的目的和意义15
• 1.6 课题的主要研究内容15-16
• 1.7 本章小结16-17
• 2 刀具摩擦磨损特性研究基本理论17-25
• 2.1 摩擦磨损理论概述17-19
• 2.1.1 摩擦理论概述17-18
• 2.1.2 摩损理论概述18-19
• 2.2 切削加工过程中的摩擦学行为以及刀具的摩擦特性19-22
• 2.2.1 切削加工过程中的摩擦学行为19-20
• 2.2.2 切削加工过程中刀具前、后刀面的摩擦特性20-22
• 2.3 刀具的磨损与寿命模型的研究现状22-23
• 2.4 刀具材料应具备的性能23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 硬质合金刀具铣削高硅铝合金CE11的摩擦特性研究25-42
• 3.1 摩擦分析的试验方法25-37
• 3.1.1 刀-屑摩擦概述25-27
• 3.1.2 摩擦试验设计27-33
• 3.1.3 实验数据采集33-37
• 3.2 刀具摩擦特性的分析37-41
• 3.2.1 主轴转速对摩擦系数的影响37-38
• 3.2.2 摩擦系数随摩擦时间的变化规律38-39
• 3.2.3 摩擦温度对摩擦系数的影响39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 硬质合金刀具磨损的有限元仿真分析42-62
• 4.1 Deform 3D软件介绍42-43
• 4.1.1 有限元法42
• 4.1.2 Deform 3D软件简介42
• 4.1.3 Deform 3D软件的特点42-43
• 4.1.4 Deform 3D软件的仿真流程43
• 4.2 正交试验设计方案43-46
• 4.2.1 正交试验设计法简介43-44
• 4.2.2 铣削用量正交方案44-46
• 4.3 铣削仿真三维模型的建立46-55
• 4.3.1 铣削仿真模拟的前处理46-54
• 4.3.2 CE11-硬质合金铣削仿真的过程54-55
• 4.4 刀具磨损的仿真结果分析55-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5 刀具磨损的实验验证62-68
• 5.1 刀具磨损实验设计62-64
• 5.2 实验数据的采集64-66
• 5.3 实验与仿真对比分析66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果72-73
• 致谢73-74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王湘君;;高硅铝合金中锑、铜、锰、镁、铁的原子吸收分光光度法测定[J];湖南冶金;1977年04期

2 郝廷t

本文编号：383323