42CrMo高强度钢高速铣削过程中切削力和切削温度的研究

发布时间：2017-12-25 20:06

  本文关键词：42CrMo高强度钢高速铣削过程中切削力和切削温度的研究　出处：《南华大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 42Cr Mo高强度钢 高速铣削 切削力 切削温度 数值模拟

【摘要】：42Cr Mo钢具有强度高、韧性好、导热性低以及高脆硬性等特征,其可切削加工性差,主要体现在:切削力大、切削温度高、刀具寿命低等方面。目前,高速切削技术以其高效率、小切削力、低切削热等优点而被广泛应用于难加工材料的加工,尤其是应用于高硬度、高强度等难加工材料,可显著提高难加工材料的可切削加工性。切削力和切削温度是高速切削过程中重要的特征物理量,是描述难加工材料切削加工难易程度的重要指标。因此,研究42Cr Mo高强度钢高速切削加工的切削力和切削温度对高强度钢高速切削加工机理、切削参数优化、加工成本的降低和加工效率的提高等都具有重要意义。本文采用实验分析和数值模拟相结合的方法对42Cr Mo高强度钢高速铣削中的铣削力和铣削温度进行研究。(1)采用正交实验的方法对PM、GM刀具高速铣削42Cr Mo高强度钢的铣削力进行了研究,研究结果表明:①铣削力Fy、Fz、F均随铣削参数值(进给量、径向切深、轴向切深)的增大而增大,Fx随进给量、径向切深的增大而增大,随轴向切深的增大变化不明显;②径向切深对F影响最大,进给量次之,切削深度的影响最小;从铣削力结果来看,PM、GM刀具的铣削效果相当;并利用MATLAB函数建立了42Cr Mo高强度钢铣削力回归方程,能较好的预测铣削参数对铣削力的影响。(2)采用单因素实验的方法实验研究了42Cr Mo高强度钢高速铣削加工时切削参数(切削速度、切削深度、进给量)和刀具涂层材料对铣削过程中的铣削温度的影响,研究结果表明:铣削温度会随铣削参数(铣削速度、轴向切深、进给量)的增加而升高;高速铣削42Cr Mo高强度钢时CVD涂层刀具的隔热性能优于PVD涂层刀具。(3)利用非线性大型有限元软件(DEFORM)建立42Cr Mo高强度钢高速铣削2-D数值模型,研究铣削参数(铣削速度、进给量)和刀具涂层材料对铣削过程中的铣削力和铣削温度影响规律。研究结果表明:①铣削速度对铣削力的影响不明显,对铣削温度的影响十分显著。②进给量对铣削力的影响十分显著,但对铣削温度的影响不明显。③刀具涂层材料的改变对铣削力影响不明显,对铣削温度有一定的影响。随着刀-屑之间摩擦系数的增加,铣削温度逐渐升高。(4)在42Cr Mo钢高速铣削2-D数值模型的基础上,建立薄壁件高速铣削有限元数值模型,开展数值模拟在薄壁件高速铣削中的应用研究,分析了铣削参数(铣削速度、进给量、径向切深、轴向切深)对薄壁件高速铣削中的铣削力和铣削温度的影响规律。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54

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本文编号：1334234