本文關鍵詞：球頭銑刀銑削模具鋼加工機理及磨損失效研究

  更多相關文章： 模具鋼 球頭銑刀 高速銑削 切屑形態(tài) 磨損失效 銑削力

【摘要】：近年來以高速銑削加工為研究方向的模具制造技術,被廣泛應用于汽車與航空航天等零部件的模具定型加工中。在眾多型腔模具和復雜自由曲面輪廓零部件銑削加工中,以高材料去除率、一次成型、多自由度銑削進給等為特點的球頭銑刀高速銑削優(yōu)勢越來越明顯。但伴隨著球頭銑刀在高速銑削過程中惡劣工作條件的影響,高硬度、高強度的模具鋼在銑削的過程中,會產生較大的銑削力和銑削熱,從而使銑刀的磨損和疲勞失效將會加劇,縮短了球頭銑刀的使用壽命,降低球頭銑刀的銑削加工品質,影響模具鋼工件的加工表面質量和加工精度。本文針對球頭銑刀高速銑削模具鋼加工過程中的磨損失效情況,以提高和改善球頭銑刀銑削模具鋼加工品質為目標。在對球頭銑刀“S”形銑削刃曲線模型和前后角變化對球頭銑刀銑削性能影響分析的基礎上,對球頭銑刀高速球銑模具鋼中切屑形成機理模型做了研究分析;分析結果表明,球頭銑刀銑削刃的形狀與刀具螺旋角相關,對刀具螺旋線合理的設置可以增大螺旋角,提高刀具實際銑削前角,減小銑削沖擊性及切屑的變形。為了更加深入分析球頭銑刀高速銑削模具鋼過程中切屑剪切滑移變形所引起的銑削力和銑削溫度的變化,分別建立了二維微元直角銑削仿真模擬模型和三維高速球銑仿真模擬模型,從微觀瞬態(tài)的角度觀察分析了切屑形成過程中銑削力和銑削熱的產生變化狀態(tài);分析表明,球頭銑刀從入刀到銑削平穩(wěn),切屑的形成會經歷三個階段,從硬接觸碰撞下的撕裂到熱軟化作用下的塑性變形,及切屑在前刀面與“S”形螺旋面擠壓下的卷曲爬升至撕裂排屑的過程。通過結合球頭銑刀高速銑削模具鋼單因素變化實驗和以最小銑削力為優(yōu)化的正交試驗,分析了加工參數(shù)(銑削速度、進給速度、軸向切深)對銑削力、銑削熱、切屑形態(tài)和銑刀磨損的影響關系,優(yōu)化得出了球頭銑刀高速球銑SKD61模具鋼的最佳銑削參數(shù);并對比研究了涂層技術應用對球頭銑刀銑削性能的影響,觀察了球頭銑刀逐漸磨損的整個形態(tài)過程,總結出提升球頭銑刀高速銑削模具鋼品質的一般原則。
【關鍵詞】：模具鋼 球頭銑刀 高速銑削 切屑形態(tài) 磨損失效 銑削力
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 符號和縮略詞說明13-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 本課題的研究背景和意義14-16
• 1.2 球頭銑刀高速銑削加工模具鋼國內外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 球頭銑刀種類及其特點16-17
• 1.2.2 模具鋼分類及特性17-19
• 1.2.3 高速銑削加工技術研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 高速銑削模具鋼加工表面質量研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.1 模具鋼加工表面質量研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3.2 加工表面高速銑削時殘余應力研究22-23
• 1.3.3 球頭銑刀高速銑削模具時磨損與壽命研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4 課題來源以及主要的研究內容24-25
• 1.4.1 課題來源與意義24
• 1.4.2 本課題的主要研究內容24-25
• 1.5 本章小結25-26
• 第二章 球頭銑刀“S”形銑削刃模型研究分析26-35
• 2.1 引言26
• 2.2 新型球頭銑刀銑削刃曲線模型的提出26
• 2.3 基于刃磨運動分析所建立的“S”刃形數(shù)學模型26-29
• 2.3.1 球頭銑刀球面及前后刀面的刃磨成形27-28
• 2.3.2 刃磨運動分析下的銑削刃數(shù)學模型28-29
• 2.4 廣義螺旋運動下的回轉刀具銑削刃通用數(shù)學模型29-30
• 2.4.1 廣義螺旋運動概念29-30
• 2.4.2 球頭刀具銑削刃曲線通用數(shù)學模型30
• 2.5 新型球頭銑刀螺旋銑削刃數(shù)學模型建立30-34
• 2.5.1 新型球頭銑刀螺旋銑削刃模型思路的提出30-32
• 2.5.2 等導程（等螺旋角）柱面刀刃曲線數(shù)學模型32-33
• 2.5.3 Matlab下銑削刃螺旋線模型驗證分析33-34
• 2.6 結論34-35
• 第三章 高速球銑切屑形成機理及仿真模型研究35-52
• 3.1 引言35
• 3.2 高速球銑模具鋼切屑形成特點及剪切滑移模型分析35-39
• 3.2.1 金屬銑削加工過程及特點35-37
• 3.2.2 高速球銑切屑集中剪切滑移模型分析37-39
• 3.3 高速球銑切屑形成過程仿真模型分析39-51
• 3.3.1 AdvantEdge FEM下的材料本構模型39-42
• 3.3.2 二維高速球銑切屑形成過程仿真分析42-45
• 3.3.3 R3雙刃球頭銑刀高速球銑SKD61模具鋼切屑形成過程三維仿真分析45-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 高速球銑SKD61模具鋼實驗研究分析52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 R3雙刃球頭銑刀高速球銑SKD61模具鋼實驗條件預定52-55
• 4.2.1 高速球銑SKD61模具鋼實驗目的52-53
• 4.2.2 高速球銑SKD61模具鋼實驗設備53-55
• 4.2.3 高速球銑SKD61模具鋼實驗背景55
• 4.3 高速球銑SKD61模具鋼實驗的理論基礎55-57
• 4.3.1 高速銑削SKD61模具鋼工藝參數(shù)選擇的理論基礎55-56
• 4.3.2 高速球銑SKD61模具鋼實驗原理56-57
• 4.4 高速球銑模具鋼銑削力測定實驗方案結果分析57-64
• 4.4.1 高速球銑模具鋼預實驗57
• 4.4.2 主軸轉速、進給速度及軸向切深單因素實驗及結果分析57-60
• 4.4.3 以最小銑削力為目標的正交試驗方案及結果分析60-64
• 4.5 結論64-65
• 第五章 模具鋼高速球銑過程中刀具磨損失效分析65-81
• 5.1 球頭銑刀高速球銑模具鋼過程中的磨損失效分析65-71
• 5.1.1 球頭銑刀高速球銑模具鋼的磨損分類65-70
• 5.1.2 球頭銑刀的磨損過程70-71
• 5.2 涂層技術在球頭銑刀高速銑削模具鋼中的應用71-74
• 5.2.1 涂層技術球頭銑刀應用的現(xiàn)狀71
• 5.2.2 涂層球頭銑刀性能對比分析71-74
• 5.3 球頭銑刀銑削YTL7D模具鋼磨損對比試驗分析74-79
• 5.3.1 實驗條件75
• 5.3.2 球頭銑刀銑削YTL7D模具鋼鋼的磨損對比分析75-79
• 5.4 本章小結79-81
• 第六章 總結與展望81-84
• 6.1 論文總結81-82
• 6.2 未來工作的展望82-84
• 參考文獻84-89
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果89-90
• 致謝90-91

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