不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的研究

发布时间：2017-10-17 20:32

  本文关键词：不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的研究

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【摘要】：球墨铸铁作为一种机械性能优良的材料,广泛应用于汽车、农机等工业领域当中。随着现代工业的进步,对加工后的球墨铸铁表面精度及其经济性也提出了更高的要求,高速切削技术的出现可以获得较好的加工效率和表面粗糙度。在高速铣削的过程中,由于走刀方式的不同,对于材料去除率和切削效率也会造成不同的影响,而球墨铸铁本身属于不均匀材料,材料内部的石墨呈球形,导致了加工的不稳定性,使得刀具磨损严重,加工效率不高。因此对高速切削球墨铸铁进行研究,对提高球墨铸铁加工的经济性和表面质量有重要的现实意义。本文采用球墨铸铁作为加工材料,通过实验和理论研究,在单向行切、双向行切、环切三种不同的走刀方式下对球墨铸铁进行了高速铣削,分析了高速铣削球墨铸铁的刀具磨损、铣削力以及表面粗糙度的变化。首先,在双向行切的走刀方式下选用了13270r/mm和15723r/mm两种主轴转速对刀具磨损的影响,研究了主轴转速对刀具磨损的影响,并研究了实验中刀具磨损与铣削力的关系。采用了单向行切、双向行切、环切三种走刀方式对球墨铸铁进行高速铣削,选取轴向切深值1.5mm、2mm、2.5mm进行实验,研究了随着刀具的磨损及铣削力的变化趋势。通过双因素重复实验法,对实验结果进行了方差分析及贡献率分析,分析了不同走刀方式下轴向切深对加工时间,材料去除量、材料去除率的影响程度。其次,针对于不同走刀方式下加工球墨铸铁的表面三维粗糙度,通过对三维粗糙度表面形貌的特点进行详细说明,通过调节截止波长、物镜倍率、测量视场和过滤参数等,完成对三维面粗糙度的表征作用。为后续三维表面质量的检测奠定基础。最后,研究在不同走刀方式下加工球墨铸铁的表面三维粗糙度及铣削力。采用正交试验的方法,通过极差分析和方差分析,揭示了在单向行切、双向行切、环切三种不同的走刀方式下,轴向切深、主轴转速、进给速度及径向切深四个切削参数对球墨铸铁加工表面铣削力及三维粗糙度的影响规律。采用偏最小二乘回归法建立了基于切削参数的铣削力及三维粗糙度的模型,并通过F检测及t检测对建立的模型进行了验证,验证了模型的准确性。
【关键词】：高速铣削 球墨铸铁 刀具磨损 三维粗糙度 铣削力
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.2.1 铸铁的研究现状15-16
• 1.2.2 铸铁切削的研究16-19
• 1.2.3 不同走刀方式高速铣削的研究19-20
• 1.3 课题来源及主要内容20-22
• 1.3.1 课题来源20
• 1.3.2 存在的问题20
• 1.3.3 主要研究内容20-22
• 第二章 球墨铸铁高速铣削实验及测试分析方法22-35
• 2.1 实验平台22-26
• 2.1.1 球墨铸铁材料22-23
• 2.1.2 涂层硬质合金刀具23-24
• 2.1.3 高速铣削中心及测量设备24-26
• 2.2 实验方案设计26-28
• 2.2.1 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的刀具磨损26-27
• 2.2.2 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的表面质量和铣削力27-28
• 2.3 表面粗糙度标定及分析28-34
• 2.3.1 表征过程实验参数的选择29
• 2.3.2 粗糙度评定中波长的确定29-31
• 2.3.3 粗糙度评定中物镜的确定31-32
• 2.3.4 粗糙度评定中视场范围的确定32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的刀具磨损35-46
• 3.1 不同走刀方式下刀具的切削长度35-36
• 3.2 切削速度对刀具有效切削长度的影响36-37
• 3.3 刀具有效切削长度内铣削力的变化37-39
• 3.4 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的刀具磨损实验研究39-45
• 3.4.1 不同走刀方式及轴向切深对加工时间的影响及方差分析39-41
• 3.4.2 不同走刀方式及轴向切深对材料去除量的影响及方差分析41-43
• 3.4.3 不同走刀方式及轴向切深对加工效率的影响及方差分析43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的表面质量46-57
• 4.1 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的粗糙度正交实验46-53
• 4.1.1 正交实验方案及结果46-48
• 4.1.2 实验结果极差分析48-51
• 4.1.3 实验结果方差分析51-53
• 4.2 高速铣削球墨铸铁表面粗糙度建模53-54
• 4.3 高速铣削球墨铸铁表面粗糙度的模型检测54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的铣削力57-71
• 5.1 不同走刀方式下铣削力的分析57-60
• 5.2 不同走刀方式下高速铣削球墨铸铁的铣削力正交实验60-66
• 5.2.1 实验方案及结果60-61
• 5.2.2 实验结果极差分析61-65
• 5.2.3 实验结果方差分析65-66
• 5.3 高速铣削球墨铸铁铣削力建模及检测66-70
• 5.3.1 高速铣削球墨铸铁铣削力经验公式的建立66-67
• 5.3.2 高速铣削球墨铸铁铣削力经验公式的检测67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论与展望71-74
• 一、结论71-72
• 二、展望72-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士期间发表的论文79-81
• 致谢81

【参考文献】

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本文编号：1050901