不锈钢切削用涂层刀片三维复杂槽型对切削性能的影响

发布时间：2017-05-28 14:07

  本文关键词：不锈钢切削用涂层刀片三维复杂槽型对切削性能的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：不锈钢材料以其特有的物理-机械性能而被广泛应用于石油、化工、航空航天、建筑等领域。然而,由于不锈钢塑性高、韧性高、导热性差等原因,其在切削加工过程中常存在加工硬化、切屑粘附、断屑困难以及刀片易磨损等问题,导致其切削加工性能较差,影响工件表面质量和刀片寿命。现代切削加工所用车削刀片通常在前刀面上设置断屑槽,通过槽型结构的合理设计,可显著改善刀片的切削性能。本文针对M类(加工不锈钢用)三维复杂槽型刀片的切削性能展开了研究,通过实验分析了不同槽型关键几何参数对刀片断屑性能、切削力和切屑变形三方面的影响。进行了M类不同槽型刀片的正交断屑实验,分析了被加工材料以及槽型几何参数对断屑性能的影响,得出了对断屑性能影响较大的槽型关键几何参数；进行了M类粗加工和半精加工刀片断屑性能的对比实验,比较了粗加工刀片和半精加工刀片在断屑性能上的差异,从槽型关键几何参数分析了导致该差异的原因。搭建了切削力测量平台,通过改变切削用量分析了不同槽型刀片在三向切削力上的差异；通过ABAQUS软件对不同槽型刀片的切削过程进行了有限元模拟,建立了在一定切削用量下的主切削力关于槽型关键几何参数的数学模型,并验证了该模型的正确性；结合生产实际提出了在保证良好断屑性能的前提下使得切削力较小的槽型关键几何参数的选值。选取断屑实验部分切屑制备了金相试样,进行了锯齿形切屑的微观金相分析,并通过锯齿节段相关参数的测量和计算,分析了切屑变形程度与切削力和槽型几何参数的相关性。
【关键词】：不锈钢 槽型几何参数 断屑性能 切削力 切屑变形
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG711;TG506.71
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 切屑形成机理的国内外研究进展10-16
• 1.2.1 切屑形成的临界条件预报研究10-14
• 1.2.2 切屑形成的微观形貌和组织相变研究14-15
• 1.2.3 切屑形成的数值模拟研究15-16
• 1.3 M类断屑槽型的研究现状16-20
• 1.3.1 断屑槽型的研究历程16-19
• 1.3.2 M类断屑槽研究现状19-20
• 1.4 课题来源20
• 1.5 论文研究意义与研究内容20-21
• 第2章 M类断屑特点与切削力模型分析21-31
• 2.1 不锈钢的性能及应用21-23
• 2.2 不锈钢加工的难点23-26
• 2.2.1 不锈钢加工的难点23-24
• 2.2.2 锯齿形切屑的形成分析24-26
• 2.3 M类刀片的槽型结构分析26-28
• 2.4 现有切削力预报模型分析28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 三维复杂槽型刀片断屑实验31-53
• 3.1 不同加工类型槽型断屑性能对比实验31-40
• 3.1.1 实验条件和前期准备31-35
• 3.1.2 断屑实验与结果分析35-40
• 3.2 粗/半精加工槽型断屑性能对比实验40-46
• 3.2.1 实验条件和前期准备40-41
• 3.2.2 断屑实验与结果分析41-46
• 3.3 M类槽型断屑性能对比实验46-52
• 3.3.1 实验条件和前期准备46-47
• 3.3.2 断屑实验与结果分析47-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 M类槽型关键参数对切削力影响的分析53-71
• 4.1 研究思路53
• 4.2 切削力实验53-59
• 4.3 基于ABAQUS的切削力有限元模拟59-70
• 4.3.1 软件环境简介59
• 4.3.2 仿真可靠性验证59-64
• 4.3.3 不同槽型参数的仿真结果及切削力建模64-69
• 4.3.4 槽型关键几何参数的选择69-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 切屑变形特点及相关性分析71-78
• 5.1 研究思路71
• 5.2 切屑的金相实验71-74
• 5.3 切屑变形与槽型几何参数的相关性分析74-75
• 5.4 切屑变形与切削力的相关性分析75-76
• 5.5 本章小结76-78
• 第6章 总结与展望78-80
• 6.1 总结78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-86
• 致谢86-87
• 附录Ⅰ87

【参考文献】

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