涂层铣刀铣削高硅铝合金CE11的摩擦磨损特性研究

发布时间：2023-09-14 05:01

　　高硅铝合金主要是由硅和铝两种元素构成的合金,其含硅量在25%-70%(质量%)。它具有比强度和比刚度高、密度小、散热性好、导电性强、耐腐蚀性和耐磨性优良等特点,被大量的被应用于航空、汽车、电子装封等领域。但是高硅铝合金的加工难度也较大,容易产生粘结,很容易对刀具产生磨损。因此用硬度高、耐磨损的金刚石涂层铣刀和氮铝化钛(Ti Al N)涂层铣刀来进行铣削,能提高高硅铝合金的加工效率、加工精度和加工质量。研究金刚石涂层铣刀和Ti Al N涂层铣刀铣削高硅铝合金的磨损特性,能有效提高高硅铝合金的加工效率,优化涂层铣刀铣削参数,延长涂层铣刀使用寿命。高硅铝合金的摩擦磨损研究具有很大的价值,但是其研究成本高,试验周期长,若是用Deform-3D有限元仿真软件来模拟高硅铝合金的加工过程,并证明它的正确性和可行性,将会为以后的高硅铝合金的摩擦磨损研究提供更多便利。本文首先用两种涂层铣刀铣削高硅铝合金(Al-50%Si)进行摩擦单因素和正交实验设计,通过实验测得铣削过程中的切削力和接触面温度。并用公式求得各组实验的摩擦系数,分析铣削参数对摩擦系数的影响及铣削温度与摩擦系数的关系。再通过摩擦实验测得的摩...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 高硅铝合金的介绍
        1.2.1 高硅铝合金的性能
        1.2.2 高硅铝合金的应用及发展趋势
    1.3 刀具涂层技术
        1.3.1 刀具涂层的种类
        1.3.2 涂层刀具的特点
    1.4 研究现状
        1.4.1 国内外高硅铝合金研究现状
        1.4.2 涂层刀具切削性能和磨损研究现状
        1.4.3 刀具磨损的寿命模型研究现状
    1.5 课题来源及研究的目的和意义
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 课题研究的目的和意义
    1.6 课题研究的内容
    1.7 本章小结
2 刀具摩擦磨损的基本理论
    2.1 摩擦磨损理论
        2.1.1 摩擦理论
        2.1.2 磨损理论
    2.2 涂层刀具摩擦学行为以及刀具的摩擦特性
        2.2.1 涂层刀具在加工中摩擦热产生机理
        2.2.2 切削加工过程中的摩擦学行为
    2.3 切削加工过程中刀具前、后刀面的摩擦特性
        2.3.1 刀具前刀面(刀-屑)摩擦特性
        2.3.2 刀具后刀面(刀-工)摩擦特性
    2.4 刀-屑摩擦系数的计算方法
    2.5 本章小结
3 涂层铣刀铣削高硅铝合金CE11的摩擦特性研究
    3.1 摩擦学实验设计
        3.1.1 摩擦试验材料与设备
        3.1.2 涂层铣刀摩擦单因素试验设计方案
        3.1.3 正交实验设计方案
    3.2 实验数据采集
        3.2.1 单因素实验数据采集
        3.2.2 正交实验采集
    3.3 涂层铣刀摩擦特性的分析
        3.3.1 涂层铣刀单因素实验分析
        3.3.2 涂层铣刀正交试验分析
        3.3.3 摩擦系数随摩擦时间的变化规律
        3.3.4 摩擦温度与摩擦系数的关系
    3.4 本章小结
4 涂层铣刀磨损的有限元仿真
    4.1 Deform-3D仿真软件
        4.1.1 Deform-3D软件简介
        4.1.2 Deform-3D软件的特点
        4.1.3 Deform3D的功能
    4.2 deform3D有限元仿真
        4.2.1 deform3D仿真前的准备
        4.2.2 涂层铣刀铣削仿真的后处理
        4.2.3 涂层刀具铣削仿真的结果的采集
    4.3 铣刀磨损的仿真结果分析
    4.4 本章小结
5 涂层铣刀磨损的实验验证
    5.1 涂层铣刀磨损实验设计
    5.2 实验数据的采集
    5.3 实验与仿真对比分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢



本文编号：3846603