低温微量润滑高速车削300M超高强度钢刀具磨损研究

发布时间：2023-10-06 08:57

　　在绿色制造工艺中,低温微量润滑技术(CMQL)是一种环保、安全、绿色的切削加工技术,由低温冷风技术(CA)与微量润滑技术(MQL)结合而成,有效地兼容了两者的优点,同时改善了这两种技术单独应用存在的不足。该工艺方法是将低温压缩气体和润滑液雾滴混合后,在高压高速的空气对流中雾化成微米级的颗粒作用于切削区域,可有效减小切削力,降低切削温度,减小刀具磨损,改善工件表面质量以及提高加工效率。尤其加工难加工材料时,低温微量润滑技术的优势更加显著。300M超高强度钢作为典型的航空航天难加工材料其中的一种,本身的机械性能容易造成切削加工性极差,具体体现在切削加工时刀刃处切削温度高、切削区域切削力分布不均且切削力大,刀具磨损严重时会产生振动而无法进行切削,很多因素限制300M钢在此领域的应用和发展。本文采用低温微量润滑技术,以试验为基础,并结合有限元模拟仿真,针对低温微量润滑高速车削300M钢的刀具磨损进行研究。首先,采用不同的涂层材料硬质合金刀具进行低温微量润滑高速车削300M钢的单因素试验,优选了适合低温微量润滑加工条件的刀具涂层材料。采用优选的刀具进行不同的刀具圆弧半径对比试验,并结合有限元软件...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题的研究目的和意义
    1.2 低温微量润滑技术
        1.2.1 低温微量润滑简介
        1.2.2 低温微量润滑机理
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 低温微量润滑技术的国内外研究现状
        1.3.2 300M超强度钢的国内外研究现状
        1.3.3 刀具磨损的国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 低温微量润滑高速车削300M钢刀具优选
    2.1 300M超强度钢的材料性能及试验环境、设备
        2.1.1 300M超强度钢的力学性能与材料特性
        2.1.2 试验环境及设备
    2.2 硬质合金涂层刀具优选
        2.2.1 常用的刀具材料的介绍
        2.2.2 基于单因素试验的刀具涂层优选
    2.3 刀具圆弧半径优选
    2.4 基于有限元软件ThirdWave AdvantEdg负倒棱参数优选
        2.4.1 300M钢本构模型建立
        2.4.2 网格划分与仿真参数设定
        2.4.3 倒棱参数对切削过程影响及优选
    2.5 本章小结
第3 章低温微量润滑高速车削300M钢刀具磨损工艺参数优选
    3.1 低温微量润滑技术工艺参数优选正交试验
        3.1.1 正交试验方案及结果
        3.1.2 极差分析
    3.2 低温微量润滑技术工艺参数经验模型
        3.2.1 经验模型选择
        3.2.2 经验模型建立
        3.2.3 切削力与刀具磨损回归预测模型
    3.3 工艺参数经验模型及模型系数的显性检验
    3.4 本章小结
第4章 低温微量润滑高速车削300M钢刀具磨损试验
    4.1 刀具磨损正交试验方案及结果
    4.2 切削参数对刀具磨损的影响
        4.2.1 切削速度对刀具磨损的影响
        4.2.2 进给量、背吃刀量对刀具磨损的影响
    4.3 刀具磨损对切削力的影响
    4.4 刀具破损形貌分析及刀具磨损机理研究
        4.4.1 刀具破损形貌分析
        4.4.2 刀具磨损机理研究
    4.5 本章小结
第5 章低温微量润滑高速车削300M钢刀具磨损预测模型建立及参数优化
    5.1 低温微量润滑条件对刀具磨损影响
        5.1.1 试验方案及结果
        5.1.2 低温微量润滑条件对刀具磨损影响
        5.1.3 低温微量润滑条件对切削力影响
    5.2 刀具磨损预测模型建立及显著性检验
        5.2.1 刀具磨损预测模型建立
        5.2.2 刀具磨损预测模型及模型系数的显著性检验
    5.3 刀具磨损预测模型切削参数优化
        5.3.1 遗传算法简介
        5.3.2 切削参数优化
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢



本文编号：3851539