聚晶立方氮化硼(Polycrystalline cubic Boron Nitride,簡稱PcBN)刀具因加工精度高,加工表面質(zhì)量好,常應(yīng)用于鑄鐵、淬硬鋼等高速切削。在PcBN材料中添加非化學計量比結(jié)合劑可明顯提高傳統(tǒng)PcBN材料的力學性能。本文在本課題組自行研制的新型非化學計量比PcBN復(fù)合材料的基礎(chǔ)上,建立材料模型,運用DEFORM-3D軟件仿真切削45淬火鋼外圓面,通過正交實驗對切削角度及切削用量進行了優(yōu)化設(shè)計,篩選得到性能較好的車刀及切削參數(shù),制造出相應(yīng)焊接式車刀進行切削實驗,進而評價該新型車刀性能并驗證仿真結(jié)果的合理性、可靠性。首先,用常見的35°⁹0°刀尖角焊接式車刀仿真切削,通過對比加工后的溫度場、應(yīng)力場、切削力,得出60°、75°、80°和90°刀尖角車刀的切削性能較好。采用正交模擬進一步優(yōu)化上述四種焊接式車刀的角度和切削用量三要素,得出60°、75°、80°和90°刀尖角車刀的最優(yōu)切削角度,90°刀尖角車刀在前角為0°,后角為10°,主偏角為40°,刀尖圓弧半徑為0.5 mm,鈍圓半徑為0.1 mm時切削溫度和主切削力相對較低。其次利用優(yōu)化后的...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 PcBN刀具發(fā)展
        1.1.1 PcBN刀具發(fā)展歷史
        1.1.2 PcBN刀具分類
    1.2 PcBN刀具性能及應(yīng)用
        1.2.1 PcBN刀具性能
        1.2.2 PcBN刀具應(yīng)用
    1.3 PcBN刀具制造
        1.3.1 PcBN刀具切割
        1.3.2 PcBN超硬刀具刃磨
    1.4 PcBN車削仿真研究
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 研究內(nèi)容與試驗方法
    2.1 PcBN車刀設(shè)計
        2.1.1 三維CAD軟件UG簡介
        2.1.2 DEFORM-3D軟件的介紹
    2.2 PcBN材料性能參數(shù)
    2.3 PcBN車刀的優(yōu)化過程設(shè)計
        2.3.1 正交實驗介紹及參數(shù)的選擇
        2.3.2 焊接式PcBN車刀優(yōu)化方案
    2.4 焊接式PcBN車刀的評價
        2.4.1 焊接式PcBN車刀評價方案
        2.4.2 切削力的測量
        2.4.3 工件表面加工硬化
        2.4.4 粗糙度的測量
        2.4.5 車刀表面形貌觀察
    2.5 本章小結(jié)
第3章 焊接式PCBN車刀結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.1 PcBN焊接式車刀模型建立
        3.1.1 車刀和工件建模和網(wǎng)格劃分
        3.1.2 材料屬性與邊界條件
    3.2 PcBN焊接式車刀切削外圓結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.2.1 PcBN焊接式車刀刀尖角度優(yōu)化
        3.2.2 PcBN焊接式車刀切削角度優(yōu)化
    3.3 分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
第4章 焊接式PCBN車刀切削用量優(yōu)化及含量對比
    4.1 焊接式PcBN車刀切削用量三要素優(yōu)化
        4.1.1 60 °刀尖角車刀切削用量三要素優(yōu)化
        4.1.2 75 °刀尖角車刀切削用量三要素優(yōu)化
        4.1.3 80 °刀尖角車刀切削用量三要素優(yōu)化
        4.1.4 90 °刀尖角車刀切削用量三要素優(yōu)化
    4.2 不同c BN含量焊接式車刀對比
        4.2.1 不同cBN含量焊接式車削外圓面溫度場分析
        4.2.2 不同cBN含量焊接式車削外圓面應(yīng)力場分析
        4.2.3 不同含量PcBN焊接式車削外圓面主切削力分析
    4.3 分析與討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 焊接式PCBN車刀性能測試
    5.1 焊接式PcBN車刀及刀桿
    5.2 焊接式PcBN車刀切削驗證
    5.3 焊接式PcBN車刀切削性能分析
        5.3.1 工件加工硬化測量
        5.3.2 工件粗糙度測量
        5.3.3 車刀表面形貌觀察
    5.4 分析與討論
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄1 切削角度正交表數(shù)據(jù)
附錄2 切削用量三要素正交表數(shù)據(jù)
致謝



本文編號：3755030