不同熔体处理工艺对过共晶铝硅合金的切削性能影响

发布时间：2017-09-02 02:22

  本文关键词：不同熔体处理工艺对过共晶铝硅合金的切削性能影响

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【摘要】：过共晶铝硅合金具有质量轻、强度好、比强度高等优点,因此在工业上得到广泛应用。但随着硅含量的增加,组织中产生粗大的硬质初晶硅组织,严重的割裂了基体,使材料的使用加工性能都受到限制。解决粗大硬质初晶硅组织对过共晶铝硅合金使用加工性能的这种制约最有效的方法就是通过对铸造过程中的熔体进行处理以达到细化粗大初晶硅组织的目的。试验中制备了两种试样,第1组试样:采用常规熔体处理工艺;第2组试样:熔体中加入(0.4%)中间合金细化剂的处理工艺。之后,通过金相组织试验观察第1组试样和第2组试样的金相组织形貌变化情况。通过切削加工试验研究两种试样的切削加工性能,并通过有限元软件ABAQUS帮助分析切削加工性能变化规律。通过两种试样的金相组织试验研究了普通熔体处理工艺和加入(0.4%)中间合金细化剂的熔体处理工艺对过共晶铝硅合金的微观组织形貌的影响,并对(0.4%)中间合金细化剂对过共晶铝硅合金的细化机理进行了阐述;通过铣削加工试验研究了相同铣削条件下两种材料切削力的波动规律以及第1组试样波峰处产生锯齿形波动的原因;通过单因素试验研究了切削力与铣削深度、铣削宽度、进给量和主轴转速之间的关系,并得出了切削力在不同铣削深度、铣削宽度、进给量和主轴转速下的变化规律;利用有限元软件对切削加工过程中的切削温度、mises应力以及切削力进行了模拟分析;通过切屑的金相组织试验研究了:粗大硬质初晶硅颗粒与刀具磨损形式之间的关系,并得出第1组试样刀具磨损形式主要为粘结磨损和磨粒磨损,第2组试样刀具磨损形式主要为磨粒磨损;分析了粗大的硬质初晶硅颗粒对切削加工表面质量的影响,以及切屑形成机理;分析了相同条件下,切削两种材料刀具磨损量与切削时间之间的关系。
【关键词】：过共晶铝硅合金 金相组织 有限元模拟 切削力 切削参数
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-25
• 1.1 选题背景及意义12-13
• 1.2 铝硅合金熔体处理工艺的概述13-15
• 1.3 铝硅合金的应用及其切削加工技术国内外发展现状15-18
• 1.3.1 铝合金的性能及其应用15-16
• 1.3.2 铝硅合金切削加工技术发展概况16-17
• 1.3.3 国内外对铝合金的切削加工研究现状17-18
• 1.4 切削力影响因素及切削力分析模型18-20
• 1.4.1 切削力影响因素18
• 1.4.2 铣削力模型分析18-20
• 1.4.3 切削力经验模型的建立20
• 1.5 有限元软件AbAQUS的概述20-23
• 1.5.1 有限元软件ABAQUS的优势介绍21
• 1.5.2 摩擦模型的简介21-23
• 1.5.3 切屑分离准则23
• 1.6 过共晶铝硅合金研究中存在的问题23-24
• 1.7 本课题的主要工作24-25
• 第2章 过共晶铝硅合金的熔体处理工艺及有限元模拟切削过程仿真25-50
• 2.1 熔体处理的工艺过程25-28
• 2.2 金相组织试验28-32
• 2.2.1 试样的研磨28-29
• 2.2.2 测试合金组织图片的分析：29-32
• 2.3 拉伸试验32-33
• 2.4 切削加工有限元模型的建立33-40
• 2.4.1 热——弹塑性大变形有限元控制的基本思想34-36
• 2.4.2 有限元模型网格的划分36-37
• 2.4.3 材料本构关系模型37-39
• 2.4.4 边界条件和摩擦模型的建立39-40
• 2.5 质量缩放对计算时间的影响40-41
• 2.6 过共晶Al—Si(18%)合金切削加工模拟及分析41-49
• 2.6.1 切屑形成过程分析41-42
• 2.6.2 切削加工中mises应力的模拟分析42-44
• 2.6.3 摩擦系数对切削加工的影响模拟44-47
• 2.6.4 切削力的仿真模拟47-49
• 2.7 本章小结49-50
• 第3章 过共晶Al Si 18% 合金切削加工试验研究50-66
• 3.1 过共晶铝硅合金切削加工试验50-56
• 3.1.1 铣削试验条件50
• 3.1.2 试验设备介绍50-51
• 3.1.3 切削力试验测试系统51-54
• 3.1.4 试验方案54-56
• 3.2 相同铣削参数条件下第1组试样和第2组试样切削力分析56-60
• 3.2.1 铣削过程中切削力的总体分析56-58
• 3.2.2 铣刀旋转一周切削力的峰值的变化58-60
• 3.3 第1组试样和第2组试样的切削力随铣削参数的变化趋势60-65
• 3.3.1 铣削深度对切削力的影响规律60-62
• 3.3.2 铣削宽度对切削力的影响规律62-63
• 3.3.3 进给速度与切削力的影响规律63-64
• 3.3.4 主轴转速对切削力的影响规律64-65
• 3.5 本章小结65-66
• 第4章 熔体处理工艺对切削加工性能的影响66-73
• 4.1 熔体处理工艺对刀具磨损的影响66-68
• 4.2 熔体处理工艺对加工表面粗糙度及表面形貌的影响68-69
• 4.3 切屑形态及其形成机制69-72
• 4.4 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果80-81
• 致谢81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：775829