淬硬钢精密切削加工表面完整性建模及其振动因素影响研究

发布时间：2017-10-23 06:44

  本文关键词：淬硬钢精密切削加工表面完整性建模及其振动因素影响研究

  更多相关文章： 硬态切削 切削振动 表面完整性 表面粗糙度 残余应力 白层

【摘要】：硬态切削具有良好的加工柔性、加工效率和加工表面质量等优点,已经成为淬硬钢精加工的新途径,但硬态切削表面完整性的预测与控制方面还需要进行系统的研究工作。本文通过解析的方法,建立包含振动影响因素的表面粗糙度几何模型;采用PCBN刀具在CAK4085车床上进行切削淬硬GCr15钢试验,以切削参数为试验因素设计正交试验,以表面粗糙度和切削过程中的振动为评价指标,分析了硬态切削工艺参数和切削振动对淬硬钢表面粗糙度的影响。在上述基础上,结合硬态切削过程中的振动和切削参数,懫用多元线性回归建立了切削淬硬钢表面粗糙度的预测模型。基于DEFORM-3D软件与有限元仿真技术,对切削过程中的切削力和切削参数对切削温度进行了模拟,分析了切削参数和切削振动对淬硬钢表面残余应力的影响。进行了正交切削试验,结合硬态切削过程中的振动和切削参数,懫用多元线性回归建立了切削淬硬钢表面粗糙度的预测模型。通过对切削表面形成的白层进行微观观察,以切削参数为试验因素设计正交试验,以白层厚度和切削过程中的振动为评价指标,分析了硬态切削工艺参数和切削振动对淬硬钢表面白层的影响;在上述基础上,结合硬态切削过程中的振动和切削参数,懫用多元线性回归建立了切削淬硬钢表面粗糙度的预测模型。本文采用切削试验及有限元模拟结合的方法系统地研究了硬切削加工表面完整性影响因素并建立硬切削加工表面完整性预测模型,为硬切削加工技术推广应用提供理论依据和技术支撑。
【关键词】：硬态切削 切削振动 表面完整性 表面粗糙度 残余应力 白层
【学位授予单位】：佳木斯大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG506
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 切削振动的研究现状10-11
• 1.2.2 表面完整性的研究现状11-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 硬态切削表面粗糙度的建模与分析16-40
• 2.1 切削加工已加工表面形成过程16
• 2.2 硬态切削过程中影响表面粗糙度的因素16-17
• 2.3 硬态切削过程表面粗糙度理论建模17-19
• 2.3.1. 理想条件下表面粗糙度理论建模17-18
• 2.3.2 振动条件下表面粗糙度理论建模18-19
• 2.4 硬态切削试验19-24
• 2.4.1 试验方案19-20
• 2.4.2 试验条件20-23
• 2.4.3 振动信号的处理23-24
• 2.5 试验数据分析24-38
• 2.5.1 试验数据结果24-30
• 2.5.2 试验结果的极差分析30-34
• 2.5.3 表面粗糙度的多元线性回归模型的建立与分析34-38
• 2.6 本章小结38-40
• 第3章 硬态切削表面残余应力的建模与分析40-57
• 3.1 残余应力概述40-42
• 3.1.1 残余应力概念40
• 3.1.2 残余应力的影响因素40-41
• 3.1.3 残余应力产生的原因41-42
• 3.2 基于DEFORM-3D的淬硬钢三维切削模型的建立42-44
• 3.2.1 几何模型的建立42-43
• 3.2.2 网格的划分与边界条件设置43
• 3.2.3 工件和刀具材料特性43-44
• 3.3 切削模拟结果分析44-49
• 3.4 模拟试验结果分析49-52
• 3.5 残余应力的多元线性回归模型的建立与分析52-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第4章 硬态切削表面白层的建模与分析57-68
• 4.1 白层的特征57
• 4.2 白层的形成机制57-58
• 4.3 白层形貌观察58-60
• 4.3.1 试验条件58
• 4.3.2 金相试样的制备58-59
• 4.3.3 白层金相组织分析59-60
• 4.4 白层厚度的数据分析60-66
• 4.5 本章小结66-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 攻读学位期间发表的学术成果73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

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2 刘献礼,孟安,陈立国,侯世香,李振加,袁哲俊;硬态干式切削 GCr15时的临界硬度[J];机械工程学报;2000年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈光军;淬硬钢高速精密切削过程稳定性与表面塑性侧流研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 孟辉;高速切削温度动态有限元建模与数值模拟[D];山东大学;2005年

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本文编号：1082061