不锈钢材料锯切加工切削规律的研究

发布时间：2017-10-08 20:03

  本文关键词：不锈钢材料锯切加工切削规律的研究

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【摘要】：金属锯切刀具一般包括圆锯片、带锯条和线锯三种,其中圆锯片具有锯口小、效率高和无热影响区等特点,成为管、棒和型材等产品的常用切断工具之一。不锈钢属于典型的难加工材料,其难加工特点给锯切加工带来了诸多困难,所以采用理论分析、锯切试验和有限元仿真三个方面对不锈钢的锯切规律进行研究,从而达到降低锯片磨损和提高断面质量目的。在分析金属切削理论的基础上,对圆锯片的锯切规律,包括锯切运动、锯切用量、锯切力、锯切温度、锯切功率和锯片磨损及破损等方面开展了研究,为后续的锯切试验和有限元仿真提供理论依据。在GKT624硬质合金摆式圆锯床上进行304奥氏体不锈钢的锯切试验。试验分为两部分,第一部分是设置不同的锯切用量,分别使用相同规格的硬质合金齿圆锯片和金属陶瓷齿圆锯片进行锯切,从而得出不同锯切用量和刀具材料对锯切功率、锯切力和锯片磨损及破损等方面的影响。第二部分是以后刀面磨损宽度、破损齿数和锯切电流为试验指标,通过正交试验找出各因素对试验指标的影响程度并进行优化。试验表明:当锯片切削部分几何参数为前角15°、后角9°、负倒棱宽度0.2mm、负倒棱角度-15°时,综合锯切效果较好。运用有限元仿真软件对工作齿数最大时刻进行模拟,可以得到锯切过程中应力、应变和温度等在锯切试验中不易直接测量的数据。并且将模拟得到的最大主锯切力和锯切试验数据进行对比,两者误差低于9%,说明该模型比较精确,能够较为真实的反映304奥氏体不锈钢的实际锯切情况。
【关键词】：不锈钢 锯切加工 切削规律 锯切试验 仿真
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG561
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 不锈钢切削加工10-11
• 1.2 金属圆锯片11-16
• 1.2.1 整体式圆锯片11-14
• 1.2.2 组合式圆锯片14-16
• 1.3 课题研究意义及内容16-17
• 1.3.1 研究意义16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 第2章 锯切理论分析17-32
• 2.1 锯切用量17-18
• 2.2 锯切运动18-19
• 2.3 金属变形分析19-21
• 2.3.1 金属锯切变形19-20
• 2.3.2 切屑形状20-21
• 2.4 圆棒料锯切过程分析21
• 2.5 锯片材料21-22
• 2.6 锯片切削部分几何参数22-24
• 2.6.1 锯片切削部分的组成22-23
• 2.6.2 角度参考系23
• 2.6.3 锯片切削部分几何参数23-24
• 2.7 切削层参数24-25
• 2.8 锯切力25-27
• 2.8.1 单齿锯切力25-26
• 2.8.2 同时工作齿数26-27
• 2.9 锯切功率27-28
• 2.9.1 理论公式27
• 2.9.2 经验公式27-28
• 2.10 锯切温度28
• 2.11 锯片磨损及破损28-31
• 2.11.1 锯片磨损29
• 2.11.2 锯片破损29-31
• 2.12 本章小结31-32
• 第3章 锯切试验研究32-45
• 3.1 试验内容32
• 3.2 试验器材32-34
• 3.3 主要试验步骤34
• 3.4 锯切用量试验34-40
• 3.4.1 试验内容34-35
• 3.4.2 试验结果35-40
• 3.5 锯片切削部分几何参数的优化试验40-44
• 3.5.1 试验内容40-41
• 3.5.2 试验结果41-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 锯切仿真研究45-57
• 4.1 ABAQUS简介45
• 4.2 仿真关键技术45-47
• 4.2.1 本构模型45
• 4.2.2 切屑分离准则45-47
• 4.2.3 刀—屑摩擦模型47
• 4.3 仿真流程及参数设置47-50
• 4.4 仿真结果及分析50-56
• 4.4.1 最大主锯切力50-52
• 4.4.2 锯切温度52-55
• 4.4.3 应力分布55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 导师简介62-63
• 作者简介63-64
• 学位论文数据集64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈小安;宋顺成;;研究金属材料高温动态拉伸性能新方法[J];应用基础与工程科学学报;2012年02期

2 郭继富;金属冷切圆锯片在轧钢生产中的应用[J];冶金设备;2005年01期

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本文编号：995964