倒棱结构对淬硬钢铣削性能的影响研究
发布时间：2023-02-14 13:53
倒棱强化是刃口强化的一种重要方法,在切削淬硬钢等难加工材料时,这种方法能够有效地避免刀具磨损和破损,从而延长刀具的使用寿命;但刃口倒棱往往会导致更大的切削力和更高的切削温度,切削过程存在较大的不确定性。因此,合理设计倒棱结构显得尤为重要。本文结合生产实际,基于数控铣削实验,全面研究了经过刃口强化处理的、不同倒棱结构的涂层硬质合金可转位铣刀片铣削淬硬模具钢S136时的性能。首先,对国内外淬硬钢加工和倒棱刀具切削的研究现状进行了综述;其次,介绍了一种适用于倒棱刀具的金属切削模型,通过推导得出了倒棱刀具的切削力预测公式,还分析了淬硬钢加工时锯齿形切屑的成因,归纳了两种主流的锯齿形切屑成型理论;在此基础上,对6把刃口倒棱结构参数不同的铣刀片进行了切削力正交实验,利用极差和方差分析、多元线性回归等统计学手段对实验结果进行分析和计算,对比了倒棱结构参数及切削参数对铣削力的影响程度,建立了倒棱刀具的铣削力经验公式并进行了显著性检验;然后,对实验刀片进行了铣削磨损寿命实验,观测了每把刀片的磨损过程,分析了其磨损失效机理并对实验产生的锯齿形切屑成因进行了分析;最后,进行了铣刀片倒棱结构变化时的切削性能仿...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 淬硬钢切削技术介绍
1.2.1 硬态切削加工技术
1.2.2 干切削技术
1.3 淬硬钢切削加工研究现状
1.3.1 淬硬钢切削加工性能研究现状
1.3.2 淬硬钢切削刀具磨损研究现状
1.3.3 淬硬钢切削的锯齿形切屑研究现状
1.4 倒棱刀具切削研究现状
1.4.1 刃口倒棱对切削性能的影响
1.4.2 刃口倒棱对刀具磨损的影响
1.5 课题来源与主要研究内容
第2章 刃口倒棱作用机理及锯齿形切屑成型理论
2.1 倒棱刀具的切削变形机理
2.1.1 主剪切变形区的塑性变形
2.1.2 倒棱变形区的塑性变形
2.1.3 切屑-前刀面接触变形区的塑性变形
2.2 倒棱刀具的切削力预测模型
2.3 锯齿形切屑成型理论
2.3.1 周期性断裂理论
2.3.2 绝热剪切理论
2.4 本章小结
第3章 倒棱刀片的淬硬钢铣削力实验研究
3.1 切削力实验设计与实验步骤
3.1.1 实验设备与测量仪器
3.1.2 实验刀具与工件材料
3.1.3 切削力正交实验方案设计
3.1.4 测力结果处理
3.2 铣削力实验结果分析
3.2.1 倒棱角度和切削参数对切削力的影响
3.2.2 倒棱宽度和切削参数对切削力的影响
3.3 切削力正交实验研究
3.3.1 极差分析铣削合力的影响
3.3.2 方差分析铣削分力的影响
3.4 倒棱刀片铣削力经验预测模型
3.4.1 传统切削力经验公式
3.4.2 倒棱刀片铣削力经验公式的建立
3.4.3 铣削力经验预测模型的显著性检验
3.5 本章小结
第4章 倒棱刀片的磨损特征及锯齿形切屑研究
4.2 倒棱结构不同刀片的磨损实验研究
4.2.1 实验设备与实验方案
4.2.2 倒棱刀片磨损寿命分析
4.2.3 倒棱刀片宏观磨损形态分析
4.2.4 倒棱刀片微观磨损机理分析
4.3 锯齿形切屑研究
4.3.1 切屑形貌分析
4.3.2 刀片磨损和倒棱结构对切屑形貌的影响
4.3.3 切削速度和倒棱结构对锯齿形切屑形貌的影响
4.4 本章小结
第5章 倒棱刀片淬硬模具钢铣削过程仿真研究
5.1 有限元模型与仿真条件
5.2 倒棱结构对切削性能影响的仿真研究
5.2.1 倒棱结构对切削温度的影响
5.2.2 倒棱结构对切削力的影响
5.2.3 倒棱结构对等效应力的影响
5.3 倒棱结构优化仿真研究
5.3.1 切削合力仿真对比
5.3.2 等效应力仿真对比
5.3.3 剪切角与切屑变形程度仿真对比
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录Ⅰ
本文编号：3742504
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 淬硬钢切削技术介绍
1.2.1 硬态切削加工技术
1.2.2 干切削技术
1.3 淬硬钢切削加工研究现状
1.3.1 淬硬钢切削加工性能研究现状
1.3.2 淬硬钢切削刀具磨损研究现状
1.3.3 淬硬钢切削的锯齿形切屑研究现状
1.4 倒棱刀具切削研究现状
1.4.1 刃口倒棱对切削性能的影响
1.4.2 刃口倒棱对刀具磨损的影响
1.5 课题来源与主要研究内容
第2章 刃口倒棱作用机理及锯齿形切屑成型理论
2.1 倒棱刀具的切削变形机理
2.1.1 主剪切变形区的塑性变形
2.1.2 倒棱变形区的塑性变形
2.1.3 切屑-前刀面接触变形区的塑性变形
2.2 倒棱刀具的切削力预测模型
2.3 锯齿形切屑成型理论
2.3.1 周期性断裂理论
2.3.2 绝热剪切理论
2.4 本章小结
第3章 倒棱刀片的淬硬钢铣削力实验研究
3.1 切削力实验设计与实验步骤
3.1.1 实验设备与测量仪器
3.1.2 实验刀具与工件材料
3.1.3 切削力正交实验方案设计
3.1.4 测力结果处理
3.2 铣削力实验结果分析
3.2.1 倒棱角度和切削参数对切削力的影响
3.2.2 倒棱宽度和切削参数对切削力的影响
3.3 切削力正交实验研究
3.3.1 极差分析铣削合力的影响
3.3.2 方差分析铣削分力的影响
3.4 倒棱刀片铣削力经验预测模型
3.4.1 传统切削力经验公式
3.4.2 倒棱刀片铣削力经验公式的建立
3.4.3 铣削力经验预测模型的显著性检验
3.5 本章小结
第4章 倒棱刀片的磨损特征及锯齿形切屑研究
4.2 倒棱结构不同刀片的磨损实验研究
4.2.1 实验设备与实验方案
4.2.2 倒棱刀片磨损寿命分析
4.2.3 倒棱刀片宏观磨损形态分析
4.2.4 倒棱刀片微观磨损机理分析
4.3 锯齿形切屑研究
4.3.1 切屑形貌分析
4.3.2 刀片磨损和倒棱结构对切屑形貌的影响
4.3.3 切削速度和倒棱结构对锯齿形切屑形貌的影响
4.4 本章小结
第5章 倒棱刀片淬硬模具钢铣削过程仿真研究
5.1 有限元模型与仿真条件
5.2 倒棱结构对切削性能影响的仿真研究
5.2.1 倒棱结构对切削温度的影响
5.2.2 倒棱结构对切削力的影响
5.2.3 倒棱结构对等效应力的影响
5.3 倒棱结构优化仿真研究
5.3.1 切削合力仿真对比
5.3.2 等效应力仿真对比
5.3.3 剪切角与切屑变形程度仿真对比
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录Ⅰ
本文编号：3742504
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