不锈钢钻扩削性能及刀具磨损监测研究
发布时间：2022-10-30 14:07
不锈钢材料有着较好的强度、耐磨性及防腐蚀性能,部分牌号不锈钢在耐热性及耐氧化性等方面也表现良好,优越的综合性能使其在家电、汽车、建筑、机械、船舶、航天等领域有着极为广泛的应用。但由于其加工硬化严重,切削力大,切削温度高、断屑困难、易形成积屑瘤、刀具磨损严重等切削特性,使不锈钢成为典型的难加工材料之一,尤其在不锈钢的钻扩削加工中,这种现象更加严峻。因此,本文对DIN1.4418和SUS304两种不锈钢材料进行了钻扩削试验,基于切削力及主轴电机电流等信号的动静态分析,对两种不锈钢材料的钻扩削性能进行了研究,同时也对麻花钻的磨损及其监测进行了探讨。首先,采用单因素试验研究了不锈钢扩削加工中转速与进给量对轴向力、水平力及主轴电机电流的影响规律:轴向力、水平力及电流均随进给量增大而增大,随转速增大而减小;同等切削切削条件下DIN1.4418不锈钢材料的轴向力大于SUS304不锈钢,而其水平力及电流均小于SUS304不锈钢。同时对各监测信号的动态特性进行了对比分析,结果为:主轴电流信号相对于切削力存在一定的延时性,且对切削过程中的振动及卡屑等现象的敏感度较差。其次,通过正交实验对比分析了两种不锈钢...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 不锈钢性能及发展现状
1.2.1 不锈钢材料特性
1.2.2 不锈钢切削性能
1.2.3 新型不锈钢材料发展
1.3 不锈钢钻削加工
1.3.1 不锈钢钻孔刀具选择
1.3.2 不锈钢钻削注意事项
1.4 刀具磨损监测研究现状
1.5 本课题的研究内容
2 实验条件及内容
2.1 工件材料及机床的选择
2.1.1 工件材料
2.1.2 机床的选择
2.2 不锈钢扩削加工实验
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验方案
2.3 不锈钢钻削正交实验
2.3.2 实验设备
2.3.3 实验方案
3 两种不锈钢扩削性能研究
3.1 信号分析处理
3.2 切削参数对切削力与电流影响
3.2.1 进给量对切削力和电流影响
3.2.2 转速对切削力和电流影响
3.3 两种不锈钢扩削性能对比
3.4 切削力与电流动态信号分析
3.5 本章小结
4 两种不锈钢钻削性能研究
4.1 各因素对切削力及电流影响
4.1.1 轴向力信号
4.1.2 扭矩信号
4.1.3 主轴电流信号
4.1.4 切削力及电流极差分析
4.2 切削力及电流方差分析
4.2.1 非饱和正交表方差分析
4.2.2 各因素显著性检验
4.3 切削力及电流动态信号分析
4.4 钻削切屑形态分析
4.5 综合平衡法优化切削参数
4.6 本章小结
5 刀具磨损及其监测
5.1 麻花钻磨损形式及影响因素
5.1.1 麻花钻常见磨损形态
5.1.2 麻花钻磨损影响因素
5.2 直径、转速及进给量对刀具磨损影响
5.3 钻头磨损预测模型的建立
5.4 麻花钻磨损监测
5.4.1 麻花钻磨损信号静态分析
5.4.2 麻花钻磨损动态信号分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产超级双相不锈钢应用浅析[J]. 王兰喜. 石油化工设备技术. 2017(02)
[2]难加工材料-不锈钢高效车削技术及其刀具研究[J]. 何耿煌,张守全,邹伶俐. 组合机床与自动化加工技术. 2015(11)
[3]基于模糊层次分析法的切削液选择[J]. 赵建平,汪永超,殷国富,罗飞,夏吉兵. 组合机床与自动化加工技术. 2014(07)
[4]304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析[J]. 杨建国,陈双建,黄楠,方坤,苑世剑,刘刚. 焊接学报. 2012(12)
[5]奥氏体不锈钢应变强化工艺及性能研究[J]. 韩豫,陈学东,刘全坤,张起侨,陈从升. 机械工程学报. 2012(02)
[6]高速钢麻花钻的磨损试验研究[J]. 张少文,李亮,何宁,胡江林,蒋克仁. 工具技术. 2011(10)
[7]现代铁素体不锈钢应用综述[J]. 余存烨. 石油化工腐蚀与防护. 2010(04)
[8]高速车削铁基高温合金硬质合金刀具磨损机理[J]. 刘超,艾兴,刘战强,万熠. 农业机械学报. 2009(11)
[9]难加工材料的切削加工性研究与实践[J]. 耿连福,高顺喜,李美岩. 煤矿机械. 2009(07)
[10]难加工材料航空零件的高效加工策略[J]. 赵秀芬,于在梅,庞继有. 工具技术. 2009(06)
博士论文
[1]不锈钢加工中切削力分析预测研究[D]. 李炳林.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]高压冷却润滑条件下难加工材料车削试验研究[D]. 刘霞.哈尔滨理工大学 2017
[2]基于声发射和振动法的刀具磨损状态检测研究[D]. 庄子杰.上海交通大学 2009
本文编号：3699031
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 不锈钢性能及发展现状
1.2.1 不锈钢材料特性
1.2.2 不锈钢切削性能
1.2.3 新型不锈钢材料发展
1.3 不锈钢钻削加工
1.3.1 不锈钢钻孔刀具选择
1.3.2 不锈钢钻削注意事项
1.4 刀具磨损监测研究现状
1.5 本课题的研究内容
2 实验条件及内容
2.1 工件材料及机床的选择
2.1.1 工件材料
2.1.2 机床的选择
2.2 不锈钢扩削加工实验
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验方案
2.3 不锈钢钻削正交实验
2.3.2 实验设备
2.3.3 实验方案
3 两种不锈钢扩削性能研究
3.1 信号分析处理
3.2 切削参数对切削力与电流影响
3.2.1 进给量对切削力和电流影响
3.2.2 转速对切削力和电流影响
3.3 两种不锈钢扩削性能对比
3.4 切削力与电流动态信号分析
3.5 本章小结
4 两种不锈钢钻削性能研究
4.1 各因素对切削力及电流影响
4.1.1 轴向力信号
4.1.2 扭矩信号
4.1.3 主轴电流信号
4.1.4 切削力及电流极差分析
4.2 切削力及电流方差分析
4.2.1 非饱和正交表方差分析
4.2.2 各因素显著性检验
4.3 切削力及电流动态信号分析
4.4 钻削切屑形态分析
4.5 综合平衡法优化切削参数
4.6 本章小结
5 刀具磨损及其监测
5.1 麻花钻磨损形式及影响因素
5.1.1 麻花钻常见磨损形态
5.1.2 麻花钻磨损影响因素
5.2 直径、转速及进给量对刀具磨损影响
5.3 钻头磨损预测模型的建立
5.4 麻花钻磨损监测
5.4.1 麻花钻磨损信号静态分析
5.4.2 麻花钻磨损动态信号分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产超级双相不锈钢应用浅析[J]. 王兰喜. 石油化工设备技术. 2017(02)
[2]难加工材料-不锈钢高效车削技术及其刀具研究[J]. 何耿煌,张守全,邹伶俐. 组合机床与自动化加工技术. 2015(11)
[3]基于模糊层次分析法的切削液选择[J]. 赵建平,汪永超,殷国富,罗飞,夏吉兵. 组合机床与自动化加工技术. 2014(07)
[4]304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析[J]. 杨建国,陈双建,黄楠,方坤,苑世剑,刘刚. 焊接学报. 2012(12)
[5]奥氏体不锈钢应变强化工艺及性能研究[J]. 韩豫,陈学东,刘全坤,张起侨,陈从升. 机械工程学报. 2012(02)
[6]高速钢麻花钻的磨损试验研究[J]. 张少文,李亮,何宁,胡江林,蒋克仁. 工具技术. 2011(10)
[7]现代铁素体不锈钢应用综述[J]. 余存烨. 石油化工腐蚀与防护. 2010(04)
[8]高速车削铁基高温合金硬质合金刀具磨损机理[J]. 刘超,艾兴,刘战强,万熠. 农业机械学报. 2009(11)
[9]难加工材料的切削加工性研究与实践[J]. 耿连福,高顺喜,李美岩. 煤矿机械. 2009(07)
[10]难加工材料航空零件的高效加工策略[J]. 赵秀芬,于在梅,庞继有. 工具技术. 2009(06)
博士论文
[1]不锈钢加工中切削力分析预测研究[D]. 李炳林.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]高压冷却润滑条件下难加工材料车削试验研究[D]. 刘霞.哈尔滨理工大学 2017
[2]基于声发射和振动法的刀具磨损状态检测研究[D]. 庄子杰.上海交通大学 2009
本文编号：3699031
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