典型难加工材料导电加热切削表面完整性研究

发布时间：2017-10-28 03:01

  本文关键词：典型难加工材料导电加热切削表面完整性研究

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【摘要】：导电加热切削技术是利用低压大电流在机床、刀具和工件间形成的回路中所产的焦耳热软化切削区域的材料,从而改善材料切削性能的加工方法。NAK80模具钢和GH4169镍基高温合金是两种具有广泛应用的典型难加工材料。论文探索了使用导电加热切削技术对NAK80模具钢和GH4169镍基高温合金进行加工的可行性,并对加工表面粗糙度、加工硬化和残余应力等表面完整性内容进行了研究。研究了切削速度、切削深度、加工电流等加工参数对导电加热切削已加工表面粗糙度的影响。结果表明,在固定其他加工参数时,随着各因素的增大,表面粗糙度均呈现先降低后上升的趋势。当导电加热切削NAK80模具钢时,各因素影响从大到小依次为切削速度、切削深度、加工电流；当导电加热切削GH4169镍基高温合金时,各因素影响从大到小依次为切削深度、加工电流、切削速度。本文设计开展了导电加热切削两种材料的正交试验,结果表明,在较优加工参数条件下,导电加热切削NAK80模具钢表面可获得表面粗糙度为Ra 0.4093μm的加工表面,而导电加热切削GH4169镍基高温合金可获得表面粗糙度为Ra 0.3429μm的加工表面。研究了导电加热切削两种典型难加工材料表面的加工硬化和残余应力。结果表明,导电加热切削NAK80模具钢表面基本无加工硬化,导电加热切削GH4169镍基高温合金表面的加工硬化相对于普通切削有较明显减弱；导电加热切削此两种典型难加工材料残余应力有所增大。
【关键词】：导电加热切削 难加工材料 表面完整性 粗糙度 加工硬化 残余应力
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG506
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 典型难加工材料的加工9-11
• 1.2.1 NAK80模具钢的加工方法9-10
• 1.2.2 GH4169镍基高温合金的加工方法10-11
• 1.3 导电加热切削的原理及发展情况11-13
• 1.3.1 导电加热切削的原理及特点11-12
• 1.3.2 导电加热切削的发展情况12-13
• 1.4 表面完整性理论13-19
• 1.4.1 表面粗糙度13-16
• 1.4.2 加工硬化16-17
• 1.4.3 残余应力17-19
• 1.5 本文的研究思路及主要工作19-20
• 2 导电加热切削试验设备的建立及表面完整性测量方法20-27
• 2.1 试验装置的建立20-22
• 2.1.1 机床20
• 2.1.2 电源20-21
• 2.1.3 刀具21
• 2.1.4 工件21
• 2.1.5 其他21-22
• 2.1.6 试验装置组装22
• 2.2 表面完整性测量方法22-26
• 2.2.1 表面粗糙度的测量方法22-23
• 2.2.2 加工硬化的测量方法23-25
• 2.2.3 残余应力的测量方法25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 3 导电加热切削NAK80表面完整性试验研究27-39
• 3.1 导电加热切削NAK80的表面粗糙度27-34
• 3.1.1 单因素试验研究27-32
• 3.1.2 正交试验研究32-34
• 3.2 导电加热切削NAK80加工硬化研究34-37
• 3.2.1 显微硬度测量34-36
• 3.2.2 测量结果分析36-37
• 3.3 导电加热切削NAK80残余应力研究37
• 3.3.1 残余应力测量37
• 3.3.2 测量结果分析37
• 3.4 本章小结37-39
• 4 导电加热切削GH4169表面完整性试验研究39-50
• 4.1 导电加热切削GH4169的表面粗糙度研究39-45
• 4.1.1 单因素试验研究39-43
• 4.1.2 正交试验研究43-45
• 4.2 导电加热切削GH4169加工硬化研究45-48
• 4.2.1 显微硬度测量46-47
• 4.2.2 测量结果分析47-48
• 4.3 导电加热切削GH4169残余应力研究48
• 4.3.1 残余应力测量48
• 4.3.2 测量结果分析48
• 4.4 本章小结48-50
• 结论50-51
• 参考文献51-53
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况53-54
• 致谢54-55

【参考文献】

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本文编号：1106338