AZ31镁合金高速切削行为研究

发布时间：2017-08-28 11:19

  本文关键词：AZ31镁合金高速切削行为研究

  更多相关文章： AZ31镁合金 表面粗糙度 加工变质层 锯齿形切屑 切削力

【摘要】：镁合金有着密度小、比强度高等优秀物理力学性能,在航空航天、通信和武器装备的轻量化方面显示出广阔的应用前景。镁合金在室温下的滑移系少、热导率高、塑性变形能力差等特点,将对其在高速切削过程中的行为产生重要影响。本文围绕影响镁合金切削行为的因素及其机制,开展了系列的实验研究和理论分析。论文以AZ31镁合金为实验材料研究了切削参数对切削力、切屑形态以及表面加工质量的影响,获得以下重要结论：1)当切削速度由2000 r/min增大到4400 r/min时,X、Z向切削力随着切削速度的增加出现了先增加后降低的趋势,在切削速度为2600 r/min时达到峰值；Y向切削力则出现先增加后减小再增加的趋势。当切削进给量由0.03 mm/r增大到0.11 mm/r时,三向切削力均增加,其中Z向切削力增加了110%,Y向切削力增加了80%,X向切削力增加30%。当切削深度由0.5 mm增加到2.5 mm时,三向切削力都处于增加趋势,X向切削力增加23%,Y向切削力增加27%,Z向切削力增加21%。2)当切削速度由2000 r/min增加到4400 r/min时,镁合金切屑锯齿化程度增加70%,齿距则先减小后增大,同时切屑齿面发生了折叠、二次剪切的情形。当切削进给量由0.03mm/r增加到0.11 mm/r时,锯齿化程度增加81%,齿距增加58%,齿面发生了断裂、错位。当切削深度由0.5mm增加到2.5mm时,锯齿化程度增加32%,齿距增加33%,齿面出现微裂纹、断裂等现象。3)当切削速度由1000 r/min增加到2200 r/min时,材料的表面粗糙度减小23%、应力层减小29%、硬化层深度降低68μm。当切削进给量由0.02 mm/r增加到0.11mm/r时,应力层增加34%,硬化层深度增加40μm,粗糙度增加了56%。当切削深度由0.5 mm增加到2 mm时,应力层增加24%,硬化层深度增加36μm,粗糙度增加了36%。4)基于Tipnis粗糙度模型并结合切削正交实验得出镁合金表面粗糙度预测模型为Ra=103.01924V-0.5197ap0.0941f0.1465,同时对比了理论预测值与实际测量值之间的差距,发现其误差均在10%以内,表明切削速度、切削深度、切削进给量对表面粗糙度都有显著的影响。
【关键词】：AZ31镁合金 表面粗糙度 加工变质层 锯齿形切屑 切削力
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG501;TG146.22
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 背景及意义11-12
• 1.2 镁合金的分类及性能12-14
• 1.3 镁合金的应用14-15
• 1.4 镁合金加工方法15-18
• 1.4.1 镁合金加工方法16-17
• 1.4.2 镁合金高速切削行为现状17-18
• 1.5 本论文研究内容18-21
• 第二章 实验材料和方法21-29
• 2.1 实验材料21
• 2.2 镁合金铣削实验21-25
• 2.3 镁合金车削实验25-29
• 第三章 切削参数对AZ31镁合金切削力及切屑形态影响29-47
• 3.1 不同切削参数对切削力的影响29-31
• 3.2 不同切削参数对切屑形态的影响31-41
• 3.2.1 不同切削参数对切屑微观形态影响31-38
• 3.2.2 镁合金锯齿形切屑几何表征38-41
• 3.3 镁合金锯齿形切屑形成机理分析41-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 切削参数对AZ31镁合金加工表面质量影响47-65
• 4.1 不同切削参数对微观组织的影响47-52
• 4.2 不同切削参数对加工硬化的影响52-55
• 4.3 加工硬化机理分析55-57
• 4.4 不同切削参数对表面粗糙度的影响57-59
• 4.5 粗糙度预测模型构建59-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 附录A：攻读硕士学位期间发表的学术论文73

【参考文献】

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本文编号：747804