發(fā)布時間：2017-06-26 02:20

  本文關鍵詞：高速銑削模具鋼Cr12MoV的切削溫度及刀具磨損研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展,模具的需求量大幅度增加,應用領域也不斷擴大,這就對模具制造行業(yè)提出了更高的要求。其中,模具鋼Cr12Mo V因其具有高硬度、耐磨性和淬透性好等優(yōu)點被廣泛應用于模具的制造。目前對于模具鋼Cr12Mo V的研究多集中在車削方面,但對于加工精度要求較高的表面,車削不能滿足加工精度的要求。因此,有必要對銑削模具鋼Cr12Mo V的機理進行更多的分析研究。本文以高速銑削模具鋼Cr12Mo V為研究對象,采用理論研究及有限元仿真的方法對其切削機理展開研究,主要的研究內容及成果為:(1)利用DEFORM-3D軟件對刀具(TiN涂層刀具、PCBN刀具及Al2O3基陶瓷刀具)銑削模具鋼Cr12Mo V在三組切削用量下進行仿真,對比分析三種材料刀具在三組切削用量下切削溫度及刀具磨損的變化規(guī)律。研究結果表明:切削溫度及刀具磨損的最大值出現(xiàn)在切削刃處,Al2O3基陶瓷刀具的切削溫度及磨損量明顯高于TiN涂層刀具和PCBN刀具,隨著切削用量的增大,Al2O3基陶瓷刀具切削溫度及磨損量的增幅也高于TiN涂層刀具和PCBN刀具。通過對刀具做點跟蹤分析可知,切削溫度與刀具的磨損有直接的關系,切削溫度越高其刀具磨損就越大。因此,銑削模具鋼Cr12Mo V時建議選用PCBN刀具或TiN涂層刀具。(2)根據(jù)PCBN刀具銑削模具鋼Cr12Mo V建立的切削用量正交試驗表進行仿真分析,運用MATLAB軟件對仿真結果進行多元線性回歸分析,得到銑削模具鋼Cr12Mo V切削溫度的預測模型為12.03 0.01 0.006c p?=7.6v f a。利用極差分析法得出切削用量影響切削溫度的主次順序及最優(yōu)組合。(3)以固體熱傳導定律為基礎,通過熱源溫度場迭加法(持續(xù)無限大面熱源溫度場求解公式),結合高速端面銑削的特點,建立了高速銑削工件已加工表面上任一點在任一時刻的溫升數(shù)學解析模型。
【關鍵詞】：高速銑削 有限元 解析法 切削溫度 刀具磨損
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.1.1 課題的研究背景14
• 1.1.2 課題的研究意義14-15
• 1.2 模具鋼Cr12Mo V材料簡介15-17
• 1.2.1 模具鋼Cr12Mo V材料性能特點15-16
• 1.2.2 適合加工模具鋼Cr12Mo V的刀具材料16-17
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 高速切削加工技術的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 刀具磨損的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.3 切削溫度的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.4 存在的主要問題20
• 1.4 課題研究的主要內容20-21
• 1.5 本章小結21-22
• 第2章 金屬切削加工理論及有限元模型的建立22-36
• 2.1 切削加工的理論基礎22-25
• 2.1.1 金屬切削加工的變形理論22-23
• 2.1.2 切削熱與切削溫度23-24
• 2.1.3 刀具磨損與刀具的耐用度24-25
• 2.2 有限元法應用于DEFORM-3D軟件的關鍵技術25-30
• 2.2.1 材料流動應力模型的建立25-26
• 2.2.2 摩擦模型26
• 2.2.3 切屑分離準則26-27
• 2.2.4 刀具磨損模型27
• 2.2.5 網格畸變及網格重劃分技術27-30
• 2.3 DEFORM-3D在切削仿真中的應用30-34
• 2.3.1 DEFORM-3D軟件簡介30-31
• 2.3.2 DEFORM-3D軟件的主界面及模擬分析步驟31-34
• 2.4 銑削模具鋼Cr12Mo V模擬仿真有限元模型的建立34-35
• 2.4.1 工件和刀具幾何模型的建立34
• 2.4.2 模型的網格劃分34-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第3章 不同材料刀具性能分析36-46
• 3.1 銑削模具鋼Cr12Mo V切削用量及刀具角度的確定36-37
• 3.2 不同材料刀具切削溫度的仿真分析37-41
• 3.2.1 不同材料刀具對切削溫度影響分析37-39
• 3.2.2 不同材料刀具溫度分布云圖分析39-41
• 3.2.3 刀具前刀面切削溫度點跟蹤云圖分析41
• 3.3 不同材料刀具磨損仿真分析41-44
• 3.3.1 不同材料刀具磨損分析41-43
• 3.3.2 刀具前后刀面磨損點跟蹤云圖分析43-44
• 3.4 本章小結44-46
• 第4章 基于多元回歸分析的切削溫度預測模型的研究46-52
• 4.1 正交試驗多元分析法的設計46-47
• 4.2 正交試驗的仿真結果及處理47-48
• 4.3 模具鋼Cr12Mo V切削溫度預測模型的建立48-50
• 4.3.1 多元回歸預測法介紹48
• 4.3.2 模具鋼Cr12Mo V多元回歸預測模型的建立48-50
• 4.3.3 運用極差分析法對數(shù)據(jù)分析處理50
• 4.4 本章小結50-52
• 第5章 工件表面溫度場的理論計算52-61
• 5.1 固體熱傳導定律52-53
• 5.1.1 傅立葉導熱定律52
• 5.1.2 固體導熱微分方程52-53
• 5.2 熱源法的理論基礎53-56
• 5.2.1 瞬時點熱源的溫度場53-54
• 5.2.2 瞬時有限長線熱源的溫度場54-55
• 5.2.3 瞬時無限長線熱源的溫度場55-56
• 5.3 工件溫度場解析模型建立56-60
• 5.3.1 瞬時無限大面熱源溫度場求解56-57
• 5.3.2 持續(xù)無限大面熱源溫度場求解57-58
• 5.3.3 端銑工件溫度場的計算58-59
• 5.3.4 線熱源平均強度qs的確定59-60
• 5.4 本章小結60-61
• 總結與展望61-63
• 總結61-62
• 展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文68

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本文編號：484471