高温合金切削用刀具寿命评价研究

发布时间：2017-08-13 10:03

  本文关键词：高温合金切削用刀具寿命评价研究

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【摘要】：高温合金以其良好的抗高温性能,被广泛应用在航空航天、核电、汽车等领域,成为该领域典型零件的材料之一。高温合金加工中存在加工硬化严重,导致刀具寿命低等问题,这也会给后续加工造成困难,而切削加工高温合金的刀具应该具备良好的耐磨性、较高的抗氧化性等性能。本文分析了刀具寿命以及失效形式,确定了高温合金刀具寿命评价指标,并建立了高温合金刀具寿命评价体系,并对高温合金刀具寿命评价进行试验研究。首先,以刀具磨损和破损为研究对象,对影响刀具寿命因素进行分类,提出了高温合金刀具寿命评价指标,建立了评价指标与刀具磨损模型,对影响加工效率几种形式进行分析,并建立了加工效率模型,为高温合金刀具寿命评价提供理论依据。其次,以高温合金切削过程为研究对象,建立了高温合金刀具寿命评价体系,利用层次分析法确定权重的方法,并根据评价体系的要求,使用了遗传算法实现刀具磨损的评价。再次,为了建立评价目标与刀具磨损的关系,本文进行了PCBN刀具切削高温合金GH706试验,分析了PCBN刀具磨损形式,建立了切削时间表达式,分析切削参数和刀具磨损对表面粗糙度、加工硬化率和加工硬化深度的影响,建立了刀具磨损与表面粗糙度和加工硬化深度的经验模型。最后,在本文提出的评价体系基础上,根据选定的切削条件和刀具角度,利用层次分析法确定了表面完整性评价指标在高温合金刀具寿命评价体系的权重。以刀具寿命评价模型和单刃去除量作为目标函数,建立了基于遗传算法的多目标优化模型,得到了在满足当前加工条件下的刀具磨损量,根据切削时间方程,计算出切削时间即为刀具寿命。
【关键词】：高温合金 评价体系 刀具寿命评价 层次分析法 遗传算法
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG711
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题来源及研究目的和意义11-12
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 课题研究目的及意义11-12
• 1.2 高温合金加工刀具研究现状12-14
• 1.3 刀具寿命及其评价体系的研究现状14-18
• 1.3.1 刀具寿命影响因素分析14-15
• 1.3.2 刀具寿命评价15-17
• 1.3.3 参数优化算法分析17-18
• 1.4 本文的主要研究内容18-20
• 第2章 切削刀具寿命评价理论基础20-31
• 2.1 刀具寿命影响因素20-21
• 2.2 刀具失效形式21-23
• 2.2.1 刀具磨损21-22
• 2.2.2 刀具破损22-23
• 2.3 刀具寿命评价主要指标23-29
• 2.3.1 表面完整性23-26
• 2.3.2 加工精度26
• 2.3.3 切削稳定性26-27
• 2.3.4 切屑控制27-29
• 2.4 加工效率29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 切削高温合金刀具寿命评价体系的建立31-46
• 3.1 刀具寿命评价体系的建立31-32
• 3.2 参数设定32-37
• 3.2.1 材料属性33
• 3.2.2 刀具材料及刀具几何角度33-35
• 3.2.3 切削参数35-37
• 3.3 刀具寿命评价权数37-42
• 3.3.1 建立层次结构模型37-38
• 3.3.2 层次单排序38-42
• 3.3.3 层次总排序42
• 3.4 建立刀具寿命评价模型42-43
• 3.5 刀具寿命评价算法实现43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 切削高温合金刀具寿命评价试验研究46-60
• 4.1 高温合金切削加工试验46-48
• 4.1.1 高温合金切削加工试验设计46-47
• 4.1.2 试验方案47-48
• 4.2 刀具磨损试验48-51
• 4.2.1 前刀面磨损48-50
• 4.2.2 后刀面磨损50-51
• 4.3 表面粗糙度试验51-55
• 4.3.1 切削参数对表面粗糙度影响52-53
• 4.3.2 后刀面磨损对表面粗糙度影响53-55
• 4.4 加工硬化试验55-59
• 4.4.1 切削参数对加工硬化的影响56-57
• 4.4.2 后刀面磨损对加工硬化的影响57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 高温合金刀具寿命评价验证60-66
• 5.1 评价指标权重确定60-62
• 5.2 高温合金刀具寿命评价62-63
• 5.2.1 设定目标变量62-63
• 5.2.2 多目标优化63
• 5.2.3 设置边界条件63
• 5.3 刀具磨损计算结果63-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：666685