小型精密机械零件微细切削的表面质量及其切削工艺性研究

发布时间：2017-10-04 19:21

  本文关键词：小型精密机械零件微细切削的表面质量及其切削工艺性研究

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【摘要】：随着机械科学技术的快速发展，小型化、精密化已经成为机械产品的重要发展趋势。作为小型机械的重要组成部分，小型精密零件的制造水平和加工精度直接影响了小型机械的发展水平和应用程度。由于具有成本低、效率高、三维加工能力强等优势，微细切削已经成为小型精密零件的主要加工技术。 课题选用铝合金、不锈钢为试验材料，通过微细切削基础试验、典型小型精密零件加工工艺性试验，开展了微细切削切削力和切削振动特征分析、表面质量研究、切削工艺性研究。课题的主要研究内容有： 1.基于微径铣刀的立铣直槽试验，对微细切削与常规尺度切削的切削力和切削振动特征进行了对比分析，分析表明：与常规尺度切削相比，微细切削的平均切削力更小，但切削力的动态波动量更大。微细立铣削时，切入和切出阶段的铣刀跳动量显著大于稳定切削阶段，切削参数是影响微径铣刀跳动量的主要因素，与大直径立铣刀相比，微径立铣刀的跳动量更显著。 2.通过0Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti不锈钢的微细车削、铣削单因素和正交试验，分析了切削参数对表面粗糙度、表面层显微硬度、表面层组织变化等表面质量指标的影响规律，研究表明：不锈钢微细车削、铣削时，表面层组织发生塑性变形，但并未发生金相变化；微细切削切削参数对表面层显微硬度的影响规律与常规切削相似；微细车削表面粗糙度切削参数显著度大小为：背吃刀量＞切削速度＞进给量，微细铣削是主轴转速最显著，轴向切深次之，进给量不显著。 3.基于前述研究，通过两类六个典型小型精密零件的切削工艺性试验，对小型轴套类和座体类零件的工艺要求、走刀路线、工艺制订等进行了分析，，提出了适合两类零件高效精密切削的工艺规范。 课题的创新性工作有： 1.通过金相显微镜观察微细切削表面层组织变化情况，在金相试样三维模型图和二维显微图中可以看出，由于微细切削的切削用量较小，表面层组织只是出现塑性变形，并未发生金相组织变化。 2.针对轴套类和座体类，以铝合金和不锈钢为试验材料，通过六个结构特征复杂零件的切削工艺性试验，给出适合的加工刀具和切削参数的选择范围，制订合适的工艺规范。
【关键词】：小型精密零件 微细车削 微细铣削 表面质量 切削工艺性
【学位授予单位】：河南科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG506
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题的研究背景10-14
• 1.1.1 小型化、精密化是机械产品的重要发展趋势10-11
• 1.1.2 微细切削是小型精密机械零件的常用加工方法11-13
• 1.1.3 表面质量是机械零件的主要技术指标13
• 1.1.4 正确恰当的加工工艺是质量、成本、效率的基本保障13-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 在表面质量研究方面14-15
• 1.2.2 在切削工艺性研究方面15-18
• 1.3 国内外研究现状分析18
• 1.4 课题的研究内容及意义18-20
• 第二章 微细切削的切削力和切削振动特征20-28
• 2.1 切削力特征20-23
• 2.1.1 切削力的一般特征20-21
• 2.1.2 不同直径立铣刀加工直槽的切削力特征21-23
• 2.2 微细立铣削切削振动特征23-26
• 2.2.1 试验条件23-24
• 2.2.2 铣刀跳动量的基本特征24-26
• 2.3 本章小结26-28
• 第三章 微细切削表面质量影响因素试验研究28-52
• 3.1 表面质量及其影响因素分析28-32
• 3.1.1 已加工表面质量内涵28
• 3.1.2 已加工表面质量影响因素分析28-32
• 3.2 微细车削表面质量试验研究32-41
• 3.2.1 不锈钢外圆车削表面粗糙度试验研究32-38
• 3.2.2 不锈钢外圆车削加工硬化试验研究38-41
• 3.3 微细铣削表面质量试验研究41-50
• 3.3.1 不锈钢微槽加工表面粗糙度试验研究41-46
• 3.3.2 不锈钢台阶面铣削加工硬化试验研究46-50
• 3.4 本章小结50-52
• 第四章 典型小型精密零件加工工艺性研究52-66
• 4.1 小型精密机械零件切削工艺性分析52-56
• 4.1.1 小型精密零件数控加工工艺性分析52-54
• 4.1.2 小型精密零件微细多轴复合加工的工艺设计原则54-55
• 4.1.3 走刀路线设计原则55-56
• 4.2 典型小型精密零件切削工艺性试验56-64
• 4.2.1 试验材料56
• 4.2.2 加工设备工艺能力分析56-57
• 4.2.3 典型零件加工工艺制订及加工过程分析57-64
• 4.3 本章小结64-66
• 第五章 研究结论与发展展望66-68
• 5.1 研究结论66
• 5.2 研究不足与发展展望66-68
• 5.2.1 研究不足66-67
• 5.2.2 发展展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读学位期间取得的研究成果目录74

【参考文献】

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本文编号：972395