低温微量润滑高速铣削300M钢刀具磨损机理研究及模型建立
发布时间：2022-01-21 10:39
低温微量润滑（CMQL）秉承绿色环保、安全无害、降低成本等工艺要求,将微量润滑（MQL）与低温冷风有机的结合,加工时将压缩冷却后的空气与极微量的切削油雾状液滴混合后喷射到加工点,抑制了“刀具—切屑”和“刀具—工件”接触区的温升,缓解了刀具粘结现象,改善了刀具磨损并提高了加工精度,尤其是在难加工材料加工领域的作用效果更加显著。300M钢独有的高强度、抗腐蚀等优异性能逐渐被全世界认可,目前干式或传统湿式加工造成的刀具磨损严重、加工质量低等现象已无法满足300M钢工艺需求,针对300M钢的这种加工特性,本文对低温微量润滑高速铣削300M钢的刀具磨损进行研究。首先,采用不同的刀具涂层材料进行低温微量润滑高速铣削300M钢的对比试验,优选了适合低温微量润滑加工条件的刀具涂层材料。采用优选的刀具进行CMQL不同工艺参数的单因素试验,以刀具磨损和表面粗糙度为指标确定了CMQL的最优工艺参数。其次,基于CMQL的最优工艺参数条件,进行CMQL高速铣削300M钢的刀具磨损单因素试验,研究切削参数及刀尖圆弧半径对刀具磨损的影响,通过观察刀具磨损状态并与干式切削进行对比,分析CMQL条件下的刀具磨损机理。再...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加工材料300M钢
图 1-1 加工材料 300M 钢 图 1-2 飞机起落的应用Fig.1-1 300M steel for processing Fig.1-2 Application of 300M steel in airliner传统切削 300M 钢时，通常采用以磨代铣，磨铣结合的手段进行加工，这就造成 300M 钢的加工工序繁琐、加工耗时长、生产效率低、刀具磨损严重、工件表面质量低等切削难题无法得到合理的解决。而且传统加工时，切削液的冷却性能不足，在机械制造过程中产生的大量切削热会使切削液沸腾，刀具表面温度急剧升高，化学活性增加，分子间距扩张，刀体材料软化，刀具磨损迅速增加，如图 1-3 所示，磨损严重时则无法继续切削。切削液的润滑性差也是造成刀具快速失效的一个重要原因，切削液的浓度随润滑剂的减少而降低，减弱了润滑降摩效果。由于加工温度高引起的切削液沸腾现象引发的弊端也是不可忽略的，造成沸腾的原因归咎于切削点的温度过高，使切削液沸腾的同时产生了气泡，气泡会形成一层油膜并附着在加工表面，无法对切削区域进行全面润滑，换热效率下降，严重影响了切削液的润滑、冷却效果，进而加速了刀具磨损，降低了工件表面质量[5]，如图 1-4 所示。
图 1-1 加工材料 300M 钢 图 1-2 飞机起落的应用Fig.1-1 300M steel for processing Fig.1-2 Application of 300M steel in airliner传统切削 300M 钢时，通常采用以磨代铣，磨铣结合的手段进行加工，这就造成 300M 钢的加工工序繁琐、加工耗时长、生产效率低、刀具磨损严重、工件表面质量低等切削难题无法得到合理的解决。而且传统加工时，切削液的冷却性能不足，在机械制造过程中产生的大量切削热会使切削液沸腾，刀具表面温度急剧升高，化学活性增加，分子间距扩张，刀体材料软化，刀具磨损迅速增加，如图 1-3 所示，磨损严重时则无法继续切削。切削液的润滑性差也是造成刀具快速失效的一个重要原因，切削液的浓度随润滑剂的减少而降低，减弱了润滑降摩效果。由于加工温度高引起的切削液沸腾现象引发的弊端也是不可忽略的，造成沸腾的原因归咎于切削点的温度过高，使切削液沸腾的同时产生了气泡，气泡会形成一层油膜并附着在加工表面，无法对切削区域进行全面润滑，换热效率下降，严重影响了切削液的润滑、冷却效果，进而加速了刀具磨损，降低了工件表面质量[5]，如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械加工制造中的绿色制造工艺[J]. 张桂霞. 山东工业技术. 2016(23)
[2]低温微量润滑技术喷嘴方位正交试验研究[J]. 袁松梅,朱光远,刘思,严鲁涛. 航空制造技术. 2016(10)
[3]高温合金GH4169低温微量润滑插铣切削力试验研究[J]. 田荣鑫,田卫军,姚倡锋,杨攀. 航空精密制造技术. 2015(05)
[4]切削2种易切钢刀具磨损机理研究[J]. 杨海东,邹玉明,张俊生. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[5]低温微量润滑切削304不锈钢的实验研究[J]. 贺爱东,叶邦彦,王子媛. 润滑与密封. 2015(06)
[6]基于SAS环境的均匀试验数据分析与检验[J]. 高化猛,陶辰立,石磊,江鸿宾. 军械工程学院学报. 2015 (01)
[7]微量润滑系统参数对切削环境空气质量的影响[J]. 赵威,何宁,李亮,杨吟飞,史琦. 机械工程学报. 2014(13)
[8]面向绿色制造的切削加工环境研究探讨[J]. 程耀楠,王海婷,刘利,巩亚楠,张悦. 哈尔滨理工大学学报. 2013(06)
[9]钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真[J]. 陈燕,杨树宝,傅玉灿,徐九华,苏宏华. 航空学报. 2013(09)
[10]飞机起落架用300M超高强钢发展及研究现状[J]. 张慧萍,王崇勋,杜煦. 哈尔滨理工大学学报. 2011(06)
博士论文
[1]钛合金铣削加工过程参量建模及刀具磨损状态预测[D]. 孙玉晶.山东大学 2014
[2]SiCp/Al复合材料高速铣削表面质量及刀具磨损研究[D]. 王阳俊.哈尔滨工业大学 2012
[3]低温冷风在绿色加工中应用的若干问题研究[D]. 杨颖.重庆大学 2004
硕士论文
[1]CMQL油—气流场分析及内冷式刀具切削性能评价[D]. 张成良.山东大学 2016
[2]40CrNi2Si2MoVA超高强度钢高速铣削机理研究[D]. 张校雷.哈尔滨理工大学 2016
[3]300M钢的Q-P和Q-P-T热处理工艺研究[D]. 刘成龙.东北大学 2014
[4]低温冷风微量润滑技术在钛合金车削加工中的应用研究[D]. 李吉林.西安石油大学 2014
[5]300M超高强度钢高速车削加工表面质量的研究[D]. 张洪霞.哈尔滨理工大学 2014
[6]300M超高强度钢高速车削加工刀具磨损的研究[D]. 李帅.哈尔滨理工大学 2014
[7]基于微量润滑技术的涂层刀具高速切削钛合金性能研究[D]. 韩舒.上海交通大学 2011
[8]基于低温微量润滑的PH13-8Mo高速铣削试验研究[D]. 卞荣.南京航空航天大学 2009
[9]低温冷风加工难切削材料的实验研究[D]. 贺静.重庆大学 2006
本文编号：3600108
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加工材料300M钢
图 1-1 加工材料 300M 钢 图 1-2 飞机起落的应用Fig.1-1 300M steel for processing Fig.1-2 Application of 300M steel in airliner传统切削 300M 钢时，通常采用以磨代铣，磨铣结合的手段进行加工，这就造成 300M 钢的加工工序繁琐、加工耗时长、生产效率低、刀具磨损严重、工件表面质量低等切削难题无法得到合理的解决。而且传统加工时，切削液的冷却性能不足，在机械制造过程中产生的大量切削热会使切削液沸腾，刀具表面温度急剧升高，化学活性增加，分子间距扩张，刀体材料软化，刀具磨损迅速增加，如图 1-3 所示，磨损严重时则无法继续切削。切削液的润滑性差也是造成刀具快速失效的一个重要原因，切削液的浓度随润滑剂的减少而降低，减弱了润滑降摩效果。由于加工温度高引起的切削液沸腾现象引发的弊端也是不可忽略的，造成沸腾的原因归咎于切削点的温度过高，使切削液沸腾的同时产生了气泡，气泡会形成一层油膜并附着在加工表面，无法对切削区域进行全面润滑，换热效率下降，严重影响了切削液的润滑、冷却效果，进而加速了刀具磨损，降低了工件表面质量[5]，如图 1-4 所示。
图 1-1 加工材料 300M 钢 图 1-2 飞机起落的应用Fig.1-1 300M steel for processing Fig.1-2 Application of 300M steel in airliner传统切削 300M 钢时，通常采用以磨代铣，磨铣结合的手段进行加工，这就造成 300M 钢的加工工序繁琐、加工耗时长、生产效率低、刀具磨损严重、工件表面质量低等切削难题无法得到合理的解决。而且传统加工时，切削液的冷却性能不足，在机械制造过程中产生的大量切削热会使切削液沸腾，刀具表面温度急剧升高，化学活性增加，分子间距扩张，刀体材料软化，刀具磨损迅速增加，如图 1-3 所示，磨损严重时则无法继续切削。切削液的润滑性差也是造成刀具快速失效的一个重要原因，切削液的浓度随润滑剂的减少而降低，减弱了润滑降摩效果。由于加工温度高引起的切削液沸腾现象引发的弊端也是不可忽略的，造成沸腾的原因归咎于切削点的温度过高，使切削液沸腾的同时产生了气泡，气泡会形成一层油膜并附着在加工表面，无法对切削区域进行全面润滑，换热效率下降，严重影响了切削液的润滑、冷却效果，进而加速了刀具磨损，降低了工件表面质量[5]，如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械加工制造中的绿色制造工艺[J]. 张桂霞. 山东工业技术. 2016(23)
[2]低温微量润滑技术喷嘴方位正交试验研究[J]. 袁松梅,朱光远,刘思,严鲁涛. 航空制造技术. 2016(10)
[3]高温合金GH4169低温微量润滑插铣切削力试验研究[J]. 田荣鑫,田卫军,姚倡锋,杨攀. 航空精密制造技术. 2015(05)
[4]切削2种易切钢刀具磨损机理研究[J]. 杨海东,邹玉明,张俊生. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[5]低温微量润滑切削304不锈钢的实验研究[J]. 贺爱东,叶邦彦,王子媛. 润滑与密封. 2015(06)
[6]基于SAS环境的均匀试验数据分析与检验[J]. 高化猛,陶辰立,石磊,江鸿宾. 军械工程学院学报. 2015 (01)
[7]微量润滑系统参数对切削环境空气质量的影响[J]. 赵威,何宁,李亮,杨吟飞,史琦. 机械工程学报. 2014(13)
[8]面向绿色制造的切削加工环境研究探讨[J]. 程耀楠,王海婷,刘利,巩亚楠,张悦. 哈尔滨理工大学学报. 2013(06)
[9]钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真[J]. 陈燕,杨树宝,傅玉灿,徐九华,苏宏华. 航空学报. 2013(09)
[10]飞机起落架用300M超高强钢发展及研究现状[J]. 张慧萍,王崇勋,杜煦. 哈尔滨理工大学学报. 2011(06)
博士论文
[1]钛合金铣削加工过程参量建模及刀具磨损状态预测[D]. 孙玉晶.山东大学 2014
[2]SiCp/Al复合材料高速铣削表面质量及刀具磨损研究[D]. 王阳俊.哈尔滨工业大学 2012
[3]低温冷风在绿色加工中应用的若干问题研究[D]. 杨颖.重庆大学 2004
硕士论文
[1]CMQL油—气流场分析及内冷式刀具切削性能评价[D]. 张成良.山东大学 2016
[2]40CrNi2Si2MoVA超高强度钢高速铣削机理研究[D]. 张校雷.哈尔滨理工大学 2016
[3]300M钢的Q-P和Q-P-T热处理工艺研究[D]. 刘成龙.东北大学 2014
[4]低温冷风微量润滑技术在钛合金车削加工中的应用研究[D]. 李吉林.西安石油大学 2014
[5]300M超高强度钢高速车削加工表面质量的研究[D]. 张洪霞.哈尔滨理工大学 2014
[6]300M超高强度钢高速车削加工刀具磨损的研究[D]. 李帅.哈尔滨理工大学 2014
[7]基于微量润滑技术的涂层刀具高速切削钛合金性能研究[D]. 韩舒.上海交通大学 2011
[8]基于低温微量润滑的PH13-8Mo高速铣削试验研究[D]. 卞荣.南京航空航天大学 2009
[9]低温冷风加工难切削材料的实验研究[D]. 贺静.重庆大学 2006
本文编号：3600108
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