3Cr13不锈钢铣削建模及铣削参数优化研究

发布时间：2023-03-20 04:09

　　3Cr13不锈钢是工业领域较难加工的材料,但其又以强韧性、耐腐蚀、抛光性等特点,主要用于医疗器材、食品机械等行业。在实际切削加工生产中,如何确定切削参数值,最大化地利用生产系统性能和资源,保证产品质量,是一个值得研究的问题。本文结合工业生产实际,对3Cr13不锈钢的铣削工艺进行了优化研究,主要研究内容和结果有:(1)采用金属切削加工理论,研究切削的变形过程,切削的分类,切削因素的评价,切削加工的特征等,通过理论基础知识分析,为后续实验奠定基础。(2)基于正交实验法设计铣削力实验方案,研究铣削过程中铣削参数对铣削力的影响。通过极差分析发现轴向切深对铣削力影响高度显著,径向切深对铣削力的几乎无影响。因此,采用较小的轴向切深和每齿进给量,较大的铣削速度和径向切深可以有效提高3Cr13不锈钢材料的加工特性。(3)根据正交实验结果,采用多元线性回归分析方法,分别建立了x、y、z三方向的铣削力预测模型,采用方差分析分别对预测模型回归方程及回归系数进行显著性检验,发现预测模型的回归方程均高度显著,表明建立的铣削力模型结果准确可靠,有较高的置信度和实用性;发现四个回归系数中轴向切深对x、y、z三个方向...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 3Cr13不锈钢简介
        1.2.2 铣削力建模研究
        1.2.3 有限元研究
        1.2.4 切削参数优化研究
        1.2.5 研究方法总结
    1.3 存在问题
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 切削加工机理
    2.1 切削力的来源
    2.2 合力及分解
    2.3 直角切削
    2.4 斜角切削
    2.5 切削因素评价
    2.6 切削加工特征
    2.7 本章小结
第3章 3Cr13不锈钢铣削实验设计
    3.1 实验设备及相关材料
        3.1.1 工件材料
        3.1.2 刀具
        3.1.3 机床设备
        3.1.4 测试仪器
    3.2 实验方案
        3.2.1 正交实验
        3.2.2 正交表介绍
        3.2.3 正交实验特点
        3.2.4 因素水平表制定
        3.2.5 实验结果记录
    3.3 实验结果分析
    3.4 本章小结
第4章 铣削力预测模型的建立
    4.1 极差分析
    4.2 3Cr13不锈钢铣削力预测模型
        4.2.1 多元线性回归方程
        4.2.2 多元线性回归数学模型
        4.2.3 铣削力预测模型
    4.3 铣削力预测模型公式拟合
    4.4 铣削力预测模型显著性检验
        4.4.1 方差分析
        4.4.2 偏差平方和与自由度
        4.4.3 预报平方和
        4.4.4 相关系数
    4.5 铣削参数对铣削力的直观分析
    4.6 本章小结
第5章 铣削力有限元仿真及实验验证
    5.1 DEFORM3D有限元分析
    5.2 有限元仿真关键技术
        5.2.1 刀屑接触和摩擦模型
        5.2.2 切屑分离
        5.2.3 材料本构模型
        5.2.4 刀具磨损模型
    5.3 几何模型及材料属性的建立
        5.3.1 几何模型的建立
        5.3.2 材料属性的定义
        5.3.3 边界条件的设定及运动控制
    5.4 仿真结果与分析
        5.4.1 铣削温度分析
        5.4.2 铣削力分析
        5.4.3 铣削力实验对比验证
    5.5 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3766654