【摘要】：模具被稱為“工業(yè)之母”,其工藝水準(zhǔn)和加工質(zhì)量已經(jīng)成為判斷一個(gè)國(guó)家加工制造業(yè)水平的重要參考。模具成本極其昂貴,因此如何降低成本、提高模具壽命是模具行業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。本文針對(duì)H13熱作模具鋼,從加工表面形貌出發(fā),研究表面形貌與摩擦磨損性能的關(guān)系,為提高模具壽命提供理論參考。進(jìn)行了多軸球頭銑削過程幾何研究,得出刀具位姿對(duì)刀尖參切的影響,選取了合理的刀具位姿避免刀尖參與切削,有助于提高加工表面質(zhì)量以及切削刀具的壽命;以加工路徑和徑向切深為研究變量設(shè)計(jì)多軸球頭銑削H13模具鋼單因素試驗(yàn),利用白光干涉儀得到了銑削表面的形貌圖。本文基于Birmingham參數(shù)體系確定了球銑表面的各個(gè)表征參數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不同加工路徑下,徑向切深對(duì)幅值參數(shù)、空間參數(shù)、綜合參數(shù)、功能參數(shù)都有顯著的影響;利用雙樹復(fù)小波變換對(duì)加工表面形貌進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)中頻段表面粗糙度最大;利用分形理論發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)對(duì)復(fù)雜形狀中的微觀組織結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的分辨能力,當(dāng)1m(徑向切深與每齒進(jìn)給量的比值)2時(shí),銑削表面形貌微觀組織結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單;利用自相關(guān)函數(shù)對(duì)銑削表面形貌進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)各個(gè)加工路徑下隨著徑向切深的增大,長(zhǎng)波在表面形貌中占的比例越來越大。進(jìn)行了球-盤往復(fù)摩擦試驗(yàn),得到各個(gè)樣條的摩擦系數(shù)并對(duì)磨損后的樣條進(jìn)行了耐磨性分析。發(fā)現(xiàn)在各個(gè)加工路徑下,加工表面摩擦系數(shù)隨徑向切深的增加先增大后減小。摩擦方向與形貌紋理方向一致時(shí),磨損以黏著磨損為主,耐磨性最差;摩擦方向與形貌紋理方向垂直時(shí),磨損形式主要為磨粒磨損,耐磨性最好。利用皮爾遜積矩法對(duì)銑削形貌各種評(píng)價(jià)參數(shù)和摩擦系數(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)均方根偏差Sq、平均頂點(diǎn)曲率Ssc、表面頂點(diǎn)密度Sds、分形維數(shù)D以及自相關(guān)長(zhǎng)度最快下降長(zhǎng)度Sal五種銑削形貌評(píng)價(jià)參數(shù)與摩擦系數(shù)呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)�；诘玫降奈鍌�(gè)摩擦系數(shù)強(qiáng)相關(guān)因素,建立了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)摩擦系數(shù)預(yù)測(cè)模型,對(duì)選取的訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練,最終得到了摩擦系數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明,預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)量值基本吻合,所建立的模型是有效的。
【圖文】：

圖１－１邋Ｈ１３熱鍛模及熱擠壓模逡逑熱作模具在高溫、高壓條件下服役，工作過程中受到很大的沖擊載荷以及上逡逑下模具表面與成型零件之間強(qiáng)烈的摩擦力，所以熱作模具既受到機(jī)械力的作用又逡逑受到熱的作用，因此其主要失效形式包括塑性變形、磨損、斷裂、熱疲勞等［６］。逡逑針對(duì)模具常見的失效形式，人們從模具的結(jié)構(gòu)、材料、工作條件以及熱處理方法逡逑等方面入手，，預(yù)防模具失效，提高模具壽命［７］。隨著研究的不斷深入，逐漸發(fā)現(xiàn)逡逑加工表面完整性尤其是表面形貌也會(huì)對(duì)模具的壽命產(chǎn)生很大影響。表面形貌作為逡逑表面完整性重要組成部分，將直接影響零件的耐磨性以及疲勞特性，關(guān)于表面形逡逑貌的評(píng)定與研宄一直是摩擦學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)［８］。因此，為了提高模具壽命，對(duì)逡逑表面形貌特征進(jìn)行合理的識(shí)別與表征，并研究表面形貌與加工表面的摩擦性能和逡逑耐磨性的關(guān)系，為合理控制表面形貌，提高模具壽命，提供重要的理論與實(shí)際價(jià)逡逑值。逡逑

邐側(cè)偏角逡逑圖２－１刀具位姿示意圖逡逑如圖２－１所示，Ｆｆ表示球頭銑刀的進(jìn)給方向，ｆｌｅ為徑向切深，％為軸向切深。逡逑辦為刀軸軸線與刀具進(jìn)給方向之間的傾角，勺９／表示刀軸傾斜的方向與刀具進(jìn)給逡逑方向一致，－ｙ？／表示刀軸傾斜方向與刀具進(jìn)給方向相反，其絕對(duì)值大小表示刀軸逡逑傾斜的程度。凡表示刀軸與垂直于刀具進(jìn)給方向的傾角，其正負(fù)和刀具進(jìn)給方向逡逑符合右手螺旋定則，其絕對(duì)值大小表示刀軸垂直于刀具方向的傾斜程度。逡逑２．１．２刀尖參切分析逡逑為了避免加工過程中刀尖參與到切削加工中，引入刀具位姿，刀具位姿包括逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG54;TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599472