立铣刀刃口钝化工艺及其切削性能研究

发布时间：2017-09-11 12:41

  本文关键词：立铣刀刃口钝化工艺及其切削性能研究

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【摘要】：金属切削加工中,刀具是非常重要的工具之一。随着数控机床、加工中心和柔性制造系统的发展,对高速、高效、高精度和高稳定性刀具的需求量越来越大,在刀具材料、刀具结构方面的研究在不断深化,刀具刃口钝化技术也在进口刀具上得到了广泛应用。大量研究和生产实践表明,刀具刃口钝化后,不仅可以使刀具的寿命延长,而且可以提高切削过程的稳定性和被加工零件的表面质量,在大大降低切削加工成本的同时,可以带来较大的经济效益。我国是制造业大国,刀具的消耗量居世界之首。而目前国内生产的刀具与进口刀具相比,在切削性能和寿命等方面仍然存在较大的差距。因此,开展刀具刃口钝化技术的研究,对提高我国刀具产品的质量、提升我国刀具制造水平、降低我国高性能刀具对进口产品的依赖,具有十分重要的社会意义和实际应用价值。本课题来源于贵州省工业工关项目“硬质合金刀具刃口钝化工艺装备研发及产业化”。课题以硬质合金立铣刀为研究对象,采用钝化工艺实验、切削实验和计算机模拟仿真相结合的方法,研究刀具刃口钝化过程中,钝化材料及配比、钝化时间、刀具的速度和转向等钝化工艺参数对刃口钝圆半径的影响规律,建立了钝圆半径与钝化工艺参数的预测模型;并通过铣削试验和铣削过程的有限元仿真分析,研究刀具刃口钝化对切削加工性能的影响规律,建立了在不同刃口钝圆半径和切削用量的铣削加工中,切削力、切削温度、表面粗糙度以及表面残余应力的预测模型。为硬质合金刀具刃口钝化工艺装备的改进设计和刀具制造中的刃口钝化工艺设计提供依据。
【关键词】：刃口钝化 钝圆半径 工艺参数 有限元仿真 切削性能
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG714
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题来源及其意义8-10
• 1.2 刀具刃口钝化技术及国内外研究现状10-12
• 1.2.1 刀具刃口钝化技术10-11
• 1.2.2 刀具刃口钝化技术的国内外研究现状11-12
• 1.3 本课题主要研究内容及其方法12-14
• 第二章 刃口钝化工艺参数对钝化效果的影响14-25
• 2.1 实验设备14-15
• 2.2 刃口钝化工艺参数对钝圆半径的影响15-24
• 2.2.1 刀具正反转对钝圆半径的影响16-17
• 2.2.2 刀具转速对钝圆半径的影响17-18
• 2.2.3 磨料配比对钝圆半径的影响18-19
• 2.2.4 钝化时间对钝圆半径的影响19
• 2.2.5 磨料粒度对钝圆半径的影响19-20
• 2.2.6 刃口钝化工艺参数对钝圆半径的影响20-23
• 2.2.7 刃口钝圆半径预测模型的建立23
• 2.2.8 钝圆半径预测模型的方差分析23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 钝圆半径和切削用量对切削力的影响25-49
• 3.1 切削力的有限元仿真25-31
• 3.1.1 有限元分析模型的建立25-29
• 3.1.2 切削力的模拟仿真29-31
• 3.2 切削力铣削试验31-42
• 3.2.1 铣削试验的加工系统31-33
• 3.2.2 铣削力的检测系统33-34
• 3.2.3 切削力的铣削加工试验34-42
• 3.3 切削力的铣削试验与有限元仿真结果的比较42-43
• 3.4 切削力预测模型的建立43-45
• 3.5 预测模型的方差分析45-46
• 3.6 钝圆半径对切削力的影响46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 钝圆半径和切削用量对加工表面质量的影响49-64
• 4.1 钝圆半径和切削用量对加工表面粗糙度的影响49-55
• 4.1.1 表面粗糙度预测模型的建立53-54
• 4.1.2 表面粗糙度预测模型的方差分析54-55
• 4.1.3 钝圆半径对加工表面粗糙度的影响55
• 4.2 钝圆半径和切削用量对残余应力的影响55-63
• 4.2.1 铣削试验设备56
• 4.2.2 残余应力的检测56-57
• 4.2.3 钝圆半径和切削用量对残余应力的影响57-61
• 4.2.4 表面残余应力预测模型的建立61-62
• 4.2.5 残余应力预测模型的方差分析62
• 4.2.6 钝圆半径对残余应力的影响62-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第五章 钝圆半径和切削用量对切削温度和切屑的影响64-71
• 5.1 钝圆半径和切削用量对切削温度的影响64-68
• 5.2 切削温度预测模型的建立68
• 5.3 切削温度预测模型的方差分析68
• 5.4 钝圆半径对切削温度和切屑形貌的影响68-70
• 5.4.1 钝圆半径对切削温度的影响69
• 5.4.2 钝圆半径对切屑形貌的影响69-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 附录77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张庆军;扫描电子显微镜的应用[J];河北理工学院学报;1998年03期

2 傅小明,吴晓东;硬质合金刀具涂层技术的研究进展[J];江西冶金;2004年02期

3 张文生,张飞虎,李立军,于信伟,董申;超精密切削时刀具切削刃的作用机理分析[J];中国机械工程;2004年15期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘海涛;精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

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1 李金斗;基于机器视觉的刀具参数检测系统研究[D];中北大学;2011年

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本文编号：830803