低温切削装置设计与试验研究

发布时间：2017-05-14 08:02

  本文关键词：低温切削装置设计与试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：加工效率低、刀具磨损快以及加工质量稳定性差等一直是钛合金等难加工材料切削加工中的难点问题。低温切削技术在抑制刀具磨损、改善难加工材料表面质量等方面具有显著的优势,但现有的低温制冷装置制冷效果有限且很难实现对射流温度的调控,为进一步探明不同射流温度下大进给铣削钛合金的加工效果,本文设计了一种温度可控的低温内冷切削装置,可以对切削区进行外冷或内冷方式的冷却润滑,以此为试验平台,进行了TC4钛合金低温大进给铣削试验研究,并分析了低温内冷铣削TC4钛合金深腔槽的加工性能。论文主要研究工作如下:(1)基于现有低温气体发生装置的技术缺陷和难加工材料的实际加工技术需求,设计了一种温度可控的低温气体射流冷却润滑系统,通过控制低温液氮与常温空气的流量及其比例,可实现-196℃~常温的低温气体射流供给,进而对切削区进行外冷或内冷方式的冷却润滑。(2)在变射流温度下进行TC4钛合金铣削试验研究,优选加工性能良好的低温射流,应用该低温射流对TC4钛合金进行大进给铣削试验,揭示了切削参数对切削力和切削温度的影响规律以及刀具磨损的变化规律,并与传统乳化液切削进行了对比分析,同时对钛合金典型零件进行低温高性能切削工艺研究,以上试验验证了该低温射流下大进给铣削钛合金的优势明显。(3)基于切削力、刀具磨损和表面粗糙度等试验对低温内冷铣削钛合金深腔构件进行了研究,并与低温外冷大进给铣削方式进行了对比分析,结果表明,采用液氮低温内冷铣削钛合金深腔构件时,可以改善表面加工质量,并显著地降低切削力和减少刀具磨损。
【关键词】：钛合金 低温切削 低温内冷切削装置 切削力 切削温度 刀具磨损
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54
【目录】：

• 中文摘要4-5
• abstract5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 课题研究背景与意义12-13
• 1.2 低温切削技术及其研究现状13-18
• 1.2.1 低温冷风切削13-15
• 1.2.2 低温微量润滑15-16
• 1.2.3 超低温切削16-18
• 1.3 难加工材料低温切削加工技术的不足18-19
• 1.4 本文主要研究工作19-21
• 第二章 低温内冷切削装置的设计及性能测试21-33
• 2.1 低温气体发生装置的研制现状21
• 2.2 低温高性能切削冷却润滑试验平台初步搭建和性能测试21-25
• 2.2.1 低温气体射流冷却润滑系统初步设计21-25
• 2.2.2 低温冷却润滑系统的性能测试25
• 2.3 新型低温冷却润滑系统的设计和性能测试25-32
• 2.3.1 新型低温冷却润滑系统的基本设计原理25
• 2.3.2 新型低温冷却润滑系统装置的构成及工作过程25-27
• 2.3.3 20L液氮加压容器与混合腔的设计27-28
• 2.3.4 常温高压空气流量的计算28-30
• 2.3.5 新型低温冷却润滑系统的性能测试30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 TC4 钛合金低温大进给铣削试验研究33-50
• 3.1 试验条件及方案33-36
• 3.1.1 试验条件33-34
• 3.1.2 试验方案34-36
• 3.2 变射流温度下大进给铣削TC4 钛合金的试验分析36-38
• 3.2.1 射流温度对刀具磨损的影响36-37
• 3.2.2 射流温度对表面粗糙度的影响37-38
• 3.3 液氮冷却下大进给铣削TC4 钛合金切削力分析38-41
• 3.3.1 切削速度对切削力的影响38-39
• 3.3.2 每齿进给量对切削力的影响39-40
• 3.3.3 径向切深对切削力的影响40
• 3.3.4 轴向切深对切削力的影响40-41
• 3.4 液氮冷却下大进给铣削TC4 钛合金切削温度分析41-44
• 3.4.1 夹丝法及TC4-康铜丝热电偶标定41-42
• 3.4.2 切削速度对切削温度的影响42-43
• 3.4.3 每齿进给量对切削温度的影响43-44
• 3.5 液氮冷却下大进给铣削TC4 钛合金刀具磨损分析44-45
• 3.6 难加工材料典型零件液氮低温高性能切削工艺验证45-48
• 3.6.1 加工对象45-46
• 3.6.2 试验设备46-47
• 3.6.3 验证内容与方法47-48
• 3.6.4 验证结果与分析48
• 3.7 本章小结48-50
• 第四章 TC4 钛合金低温内冷大进给铣削试验研究50-60
• 4.1 低温内冷铣削TC4 钛合金切削力分析50-53
• 4.1.1 试验条件及方案50-52
• 4.1.2 试验结果与分析52-53
• 4.2 低温内冷铣削TC4 钛合金刀具磨损分析53-56
• 4.2.1 试验条件及方案53
• 4.2.2 试验结果与分析53-56
• 4.3 低温内冷铣削TC4 钛合金已加工表面粗糙度分析56-58
• 4.3.1 试验条件及方案57
• 4.3.2 试验结果与分析57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 总结与展望60-63
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟春;李淑娟;;液氮低温切削钛合金实验研究[J];机械工程师;2012年03期

2 刘力红;低温切削加工的分类及应用[J];矿山机械;1997年08期

3 张慧;;绿色加工技术中干切削与低温切削的探索研究[J];科技信息;2010年35期

4 汤铭权;切削难加工材料的有效方法——低温切削技术[J];江苏机械;1987年06期

5 周守清;;低温切削加工[J];机械工人.冷加工;1987年03期

6 汤铭权;;切削难加工材料的有效方法——低温切削技术[J];江苏机械;1987年06期

7 谢开明;;采用低温切削方法在不锈钢上形成光学质量表面[J];低温与特气;1992年03期

8 万光珉，柯建宏;高锰钢的低温切削研究[J];昆明工学院学报;1994年04期

9 牛阿慧;李淑娟;刘刊;于俊达;;液氮低温切削加工对高强度钢加工表面的效果[J];机械设计与制造;2013年07期

10 江雪;李淑娟;;浅谈难加工材料的低温切削[J];机械工程与自动化;2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王中秋;李剑峰;路冬;孙杰;李方义;;基于有限元法的低温湿式磨削温度场分析[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 陈冲;低温切削装置设计与试验研究[D];南京航空航天大学;2015年

2 杨卫亮;316L不锈钢的低温切削研究[D];太原科技大学;2010年

3 马建斌;奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的低温切削研究[D];太原科技大学;2010年

4 孟春;钛合金TC4的液氮低温切削研究[D];太原科技大学;2012年

5 魏树国;BT20钛合金低温切削机理的研究[D];辽宁工程技术大学;2004年

6 胡永科;液氮冷却切削35CrMnSiA高强度钢的研究[D];太原科技大学;2011年

7 江雪;45CrNiMoVA高强度钢的低温切削实验研究[D];太原科技大学;2011年

8 贺静;低温冷风加工难切削材料的实验研究[D];重庆大学;2006年

  本文关键词：低温切削装置设计与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：364585