高速切削加工表面粗糙度的研究

发布时间：2017-04-27 08:12

  本文关键词：高速切削加工表面粗糙度的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以高效率和高精度为基本特征的高速切削加工技术,是近20多年来迅速崛起的先进制造技术之一。高速切削加工具有非常高的生产效率,并可显著地改善零件的加工质量。 然而,仍然存在许多因素制约着高速切削加工技术的进一步发展与广泛的应用。高速切削加工作为一种新的切削理念,迄今为止,还没有系统的高速切削刀具材料的选择方案,也没有完整的加工参数可供选择。 现在高速切削加工时,切削参数的选择主要还是依靠经验,或者进行大量的试切试验,造成巨大浪费。如何选择合理的与工件材料相匹配的刀具材料、合理的切削加工工艺参数,以获得最佳的表面质量、延长刀具寿命、提高生产率、降低加工成本,成为目前高速切削加工的主要问题。 本论文通过对高速切削加工关键技术的研究,在理论上分析总结了现有的适用于高速切削加工的刀具材料,并根据高速切削刀具材料与加工对象的匹配原则(主要包括两者的力学性能、物理性能和化学性能相匹配),指出了适于高速切削加工各种工件材料的刀具材料。本文以铸铁为例,选择与之相匹配的刀具(Mapel公司的CBN刀具),基于正交试验法的原理,研究高速铣削加工铸铁工件表面时表面粗糙度的问题。选择合理的切削加工工艺参数(包括切削速度、切削深度和每齿进给量)作为试验因素,利用极差分析方法分析试验结果,指出各个因素对表面粗糙度影响的主次顺序,并确定最优的切削生产条件;利用方差分析的原理,根据方差分析表,对因素进行显著性检验,并给出置信度和置信区间;再利用回归分析方法,建立了表面粗糙度的预测模型,并对该模型的回归方程和系数进行了显著性检验。该模型能够精确预报高速铣削工件的表面粗糙度。 最后通过验证试验,分析验证了一些规律,即随着切削速度的提高,表面粗糙度会降低;而进给量的增加,会导致表面粗糙度的增加。为提高加工表面质量和刀具寿命、降低刀具成本提供依据,并推动我国高速切削加工技术的发展与应用。
【关键词】：高速切削加工 刀具材料 正交试验法 表面粗糙度 预测模型
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 高速切削的研究现状10-14
• 1.2.1 国外高速切削加工技术的研究现状10-12
• 1.2.2 国内高速切削加工技术的研究现状12-13
• 1.2.3 高速切削加工刀具—工件材料匹配与表面粗糙度研究现状13-14
• 1.3 论文研究的方法和主要内容14-16
• 第二章 高速切削的基本理论16-33
• 2.1 高速切削的定义、优点及其应用16-20
• 2.1.1 高速切削的定义16-18
• 2.1.2 高速切削加工的优点18-19
• 2.1.3 高速切削的应用19-20
• 2.2 高速切削加工的关键技术20-32
• 2.2.1 高速切削机理的研究21-22
• 2.2.2 高速切削机床技术22-27
• 2.2.3 高速切削刀具技术27-31
• 2.2.4 高速切削工艺技术31
• 2.2.5 高速切削测试技术31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 高速切削加工的刀具—工件材料的合理匹配33-51
• 3.1 高速切削对刀具材料的要求33-34
• 3.2 高速切削加工的刀具材料34-40
• 3.2.1 涂层刀具34-35
• 3.2.2 陶瓷刀具35-37
• 3.2.3 TiC(N)基硬质合金刀具37
• 3.2.4 立方氮化硼(CBN)刀具37-38
• 3.2.5 金刚石刀具38-39
• 3.2.6 超细晶粒硬质合金刀具39-40
• 3.2.7 性能优异的高速钢和硬质合金复杂刀具40
• 3.3 高速切削刀具—工件材料的性能匹配要求40-44
• 3.3.1 高速切削刀具—工件材料的力学性能匹配40-42
• 3.3.2 高速切削刀具—工件材料的物理性能匹配42-43
• 3.3.3 高速切削刀具—工件材料的化学性能匹配43-44
• 3.4 高速切削刀具的合理选择44-50
• 3.4.1 铸铁的高速切削加工45-46
• 3.4.2 钢的高速切削加工46
• 3.4.3 铝、镁及其合金的高速切削加工46-47
• 3.4.4 钛合金的高速切削加工47
• 3.4.5 高温镍基合金的高速切削加工47-48
• 3.4.6 非金属复合材料的高速切削加工48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 正交试验法在高速铣削表面粗糙度研究中的应用51-69
• 4.1 正交试验法的基本概念51-56
• 4.1.1 正交试验法的定义及其有关术语51-52
• 4.1.2 正交表52-54
• 4.1.3 正交表的基本性质54-55
• 4.1.4 正交试验法的基本方法55-56
• 4.2 正交试验方案设计56-57
• 4.3 正交试验极差分析57-62
• 4.3.1 试验条件记录57-58
• 4.3.2 试验数据58-59
• 4.3.3 极差分析59-62
• 4.3.4 试验分析结论62
• 4.4 正交试验方差分析62-67
• 4.4.1 计算偏差平方和及其自由度63-65
• 4.4.2 显著性检验65-66
• 4.4.3 求最优组合及其置信区间66-67
• 4.4.4 试验分析结论67
• 4.5 验证试验67-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 表面粗糙度预测模型69-76
• 5.1 多元线性回归数学模型69-70
• 5.2 参数的最小二乘估计70-73
• 5.3 表面粗糙度预测模型的显著性检验73-74
• 5.4 回归系数的显著性检验74
• 5.5 本章小结74-76
• 第六章 结论与展望76-79
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文84-85
• 附录B 缩写词85-86

【引证文献】

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本文编号：330243