【摘要】：高速切削技術作為當今金屬加工的主流切削方式,在機械加工行業(yè)備受關注,許多國家更是把高速切削加工作為優(yōu)先發(fā)展的關鍵技術之一。我國目前一些新材料比較難加工的問題可以利用高速切削技術得到比較好的解決。作為一項高效的加工技術,相關高速切削的技術有著很廣闊的提升空間。在高速切削的加工過程中涉及到的刀具種類與材料的物理特性均和一般普通加工中的不一樣,在加工過程中我們對其發(fā)生的物理現象進行分析和研究可以幫助我們更深入的了解金屬的整個切削生產過程,廣大學者更是利用有限元分析軟件對難加工的材料進行了有限元分析,可以使整個的過程變得可視化。本文中提到的鎳基高溫合金Incone1718是當今使用最普遍的一類鎳基高溫合金,被廣泛應用在衛(wèi)星技術、宇航技術、航海技術及石油勘探等領域。高速切削相關技術的發(fā)展,使得合金材料Inconel718變得易于加工。本文針對鎳基高溫合金Inconel718設計了正交試驗,對在切削過程中的部分物理現象進行了研究,以便更好的了解整個切削加工過程,具體內容如下:(1)闡述了此次研究的背景和意義,介紹了目前國內外專家對高速切削技術和切削物理現象的研究。(2)設計了 Inconel718材料的高速切削單因素情況試驗和多因素正交試驗。單因素的試驗結果明白了目前陶瓷刀具是較為理想的切削試驗材料的刀具。通過設計的正交試驗及對正交試驗所得結果進行了極差分析,分別研究了切削速度、切削深度和刀具每齒進給量對整個銑削力的影響,并確定了取得最小切削力時的最優(yōu)參數搭配。借助MATLAB仿真軟件,計算出切削力與切削參數的對應關系,并通過誤差分析驗證了所得經驗公式具有較好的預測能力。(3)對產生切削熱的三個變形區(qū)進行了闡述,并對切削熱在切屑、刀具、與工件上的分配做了理論分析。通過對切削過程進行仿真試驗可以得出最高溫位置在前刀面和切屑的摩擦位置,同時隨著切削轉速加快和每齒進給量增加,切屑帶走的熱量越來越多,刀具與材料上溫度沒有明顯增加。(4)對正交試驗結束后的16組材料表面進行了表面粗糙度值測量,深入分析了切削機床轉速、切削深度和每齒進給量的變化對材料表面粗糙度值變化的影響規(guī)律,同時建立了材料表面粗糙度值的技術模型,借助MATLAB軟件計算出了表面粗糙度的和切削中相關參數的對應關系,通過對經驗公式的誤差分析可知,有部分誤差值超出了誤差允許范圍(10%),此次得到的表面粗糙度的經驗公式準確度有待于提高。
【圖文】：

切削速度的加快進而逐漸升高，且上升幅度很大，在ｖ，．速度時，溫度為ｔ；圖丨－１逡逑所示的Ｂ區(qū)域稱為零切削區(qū)域，在此區(qū)域范圍內理論溫度太高，刀具失效嚴重，逡逑已經無法完成對工件的切削加工，研究學者稱此區(qū)域為“刀具的死區(qū)”；上圖１－１逡逑所示的Ｃ區(qū)域為高速切削區(qū)域，在此區(qū)域范圍中，切削速度超過某一定值，切削逡逑溫度會隨著切削速度的上升而下滑，即速度超過外后，切削溫度開始呈現逐漸下逡逑２逡逑

ＮＥＩＪＩＮＧ－ＦＡＮＵＣＯｉ－ＭＢ系統(tǒng)，主軸轉速范圍為６０￣８０００ｒｐｍ，主軸電機功率最高逡逑可達ｌｌｋｗ，邋Ｘ向、Ｙ向、Ｚ向行程為６３ＯｍｍＭ００ｍｍｘ５Ｏ０ｍｍ，并具備良好的定位逡逑精度。機床實物如圖２－１所示。逡逑＊逡逑圈逡逑愿邋Ｊ邋Ｊｉ遍逡逑圖２－１漢川ＸＨ７１４Ｄ立式加工中心逡逑（２）切削刀具逡逑本試驗刀具采用機械夾緊式刀具，如圖２－２所示。刀盤直徑為０３２ｍｍ，其中逡逑刀具型號為肯納ＫＹＨＳ１０陶瓷刀具和山特維克ＲＣＫＴ１２０４ＭＯ－ＰＭ邋Ｓ３０Ｔ硬質合金逡逑刀具。其中試驗用陶瓷刀具參數為直徑１３ｍｍ，厚度５ｍｍ，前角０°，后角１丨．２°，逡逑硬質合金刀具參數為前角－８°，后角８°，，主偏角４５°，刃傾斜角０°，刀尖圓弧半徑逡逑０．２ｍｍ。刀具在刀盤上均采用三齒等間距裝置。逡逑Ｐｆｃ．．邐：Ｐ＾１逡逑圖２－２試驗用切削刀具逡逑１２逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG506.74

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 呂志杰;楊廣安;程凱強;;Si_3N_4基微納米復合陶瓷刀具的高速切削性能與磨損機理[J];中國有色金屬學報;2015年09期

2 蒲志新;齊民;趙燦;武迪俊;李向龍;鄧鵬飛;;高速銑削GH3039高溫合金的切削用量研究[J];現代制造工程;2015年01期

3 萬秀屏;譚薇;趙鵬飛;冷維杰;史繼偉;;陶瓷刀片高效加工技術在航空盤類零件應用[J];中國新技術新產品;2013年11期

4 孫曉峰;金濤;周亦胄;胡壯麒;;鎳基單晶高溫合金研究進展[J];中國材料進展;2012年12期

5 ;Tool Life and Surface Integrity in High-speed Milling of Titanium Alloy TA15 with PCD/PCBN Tools[J];Chinese Journal of Aeronautics;2012年05期

6 武導俠;姚倡鋒;趙磊;胡創(chuàng)國;;陶瓷刀具車削GH4169表面粗糙度研究[J];航空制造技術;2012年19期

7 杜勁;劉戰(zhàn)強;張入仁;蘇國勝;;鎳基高溫合金高速銑削加工表面完整性[J];中南大學學報(自然科學版);2012年07期

8 楊金發(fā);葉洪濤;張軍;劉陽;田曉龍;;航空發(fā)動機零件復合加工技術研究[J];航空制造技術;2012年13期

9 李振榮;馬春蕾;田素貴;陳禮清;劉相華;;固溶處理的熱連軋GH4169合金的組織與蠕變特征[J];材料科學與工程學報;2012年03期

10 郭f ;張保國;田欣利;王健全;毛亞濤;于亞東;;陶瓷軸向磨削加工實驗分析及砂輪磨損研究[J];中國機械工程;2012年11期

相關博士學位論文 前1條

1 付秀麗;高速切削航空鋁合金變形理論及加工表面形成特征研究[D];山東大學;2007年

相關碩士學位論文 前9條

1 呂紹瑜;鎳基高溫合金高速銑削加工表面完整性研究[D];山東大學;2013年

2 趙賓;難加工材料切削加工的仿真和試驗研究[D];南京農業(yè)大學;2013年

3 徐小磊;陶瓷刀具高速車削Inconel718表面粗糙度與刀具磨損研究[D];山東大學;2012年

4 袁崇輝;高溫合金GH4169高速切削加工的有限元模擬與分析[D];青島理工大學;2011年

5 常艷麗;鎳基高溫合金GH4169的切削力與刀具磨損試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

6 宋庭科;PCBN刀具車削鎳基高溫合金切削性能研究[D];大連理工大學;2010年

7 方彬;先進金屬材料高速切削加工有限元模擬及理論分析[D];浙江大學;2010年

8 黃雪紅;鎳基合金Inconel 718高速車削摩擦磨損行為研究[D];山東大學;2009年

9 陸愛華;高溫合金高速銑削溫度的研究[D];南京航空航天大學;2008年

本文編號：2671152