本文關(guān)鍵詞：難加工材料高壓冷卻切削性能及試驗(yàn)研究

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【摘要】：在航空航天、醫(yī)療、化工及石油等領(lǐng)域，高溫合金、鈦合金以及合金鋼等難加工材料的應(yīng)用日益廣泛。由于難加工材料的導(dǎo)熱系數(shù)低、塑性韌性高、化學(xué)活性高及較高的強(qiáng)度等特性，在加工時(shí)通常采用常規(guī)冷卻方式以提高刀具壽命和表面質(zhì)量等。近年來(lái)，隨著加工效率和技術(shù)要求的不斷提高，常規(guī)冷卻方式已逐漸不能滿足加工需求，效果顯著的高壓冷卻切削逐漸被人們認(rèn)可，故本文對(duì)高壓冷卻切削的冷卻潤(rùn)滑特性及相關(guān)切削試驗(yàn)的研究，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 首先，本文引用毛細(xì)管理論，分析高壓冷卻切削下冷卻液滲入毛細(xì)管的過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)模型，建立高壓冷卻液形成邊界潤(rùn)滑層的模型，探討冷卻液噴射壓力及冷卻液形成邊界潤(rùn)滑層的剪切強(qiáng)度對(duì)前刀面摩擦力的影響，研究冷卻液滲入毛細(xì)管的速度、時(shí)間隨噴射壓力的變化，并應(yīng)用Matlab軟件進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算及曲線生成。研究高壓冷卻切削下對(duì)流換熱系數(shù)的變化趨勢(shì)，并以對(duì)流換熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行有限元仿真分析，探討高壓冷卻切削對(duì)刀具、切屑及工件表面溫度的影響作用。 其次，，以切削用量、冷卻條件及冷卻液的噴射壓力為變量進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)鈦合金車(chē)削過(guò)程中的刀具磨損以及鈦合金、高溫合金及高強(qiáng)度鋼切削中的斷屑形態(tài)進(jìn)行研究。分析刀具磨損的形式及影響因素，并以刀具磨損試驗(yàn)為基礎(chǔ)，分析不同冷卻條件及冷卻液噴射壓力作用與刀具磨損之間的關(guān)系。對(duì)比了在常規(guī)冷卻和高壓冷卻條件下的切屑形態(tài)，并分析高壓冷卻切削對(duì)切屑折斷與分離的影響。 最后，對(duì)鈦合金和高強(qiáng)度鋼車(chē)削過(guò)程中的工件已加工表面質(zhì)量進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析不同冷卻條件及切削參數(shù)對(duì)表面粗糙度、白層和殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。揭示高壓冷卻切削對(duì)工件已加工表面質(zhì)量的影響作用機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：高壓冷卻 難加工材料 切削 刀具磨損 表面質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG50
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 課題研究的目的和意義11
• 1.3 典型冷卻潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 水蒸氣冷卻12
• 1.3.2 最小量潤(rùn)滑（MQL）冷卻12
• 1.3.3 液氮冷卻12-13
• 1.3.4 高壓冷卻13-14
• 1.4 典型難加工材料切削的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 鈦合金的切削研究14-15
• 1.4.2 高溫合金的切削研究15
• 1.4.3 合金鋼的切削研究15-16
• 1.5 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.5.1 課題來(lái)源16
• 1.5.2 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 高壓冷卻切削的性能研究18-34
• 2.1 引言18
• 2.2 切削液冷卻潤(rùn)滑作用概述18-20
• 2.2.1 切削液的作用過(guò)程18-20
• 2.2.2 毛細(xì)管理論20
• 2.3 高壓冷卻切削潤(rùn)滑作用效果研究20-27
• 2.3.1 高壓冷卻液滲入毛細(xì)管的動(dòng)力過(guò)程研究20-23
• 2.3.2 高壓冷卻液形成邊界潤(rùn)滑層的研究23-27
• 2.4 高壓冷卻切削冷卻作用效果研究27-33
• 2.4.1 高壓冷卻切削對(duì)切削溫度影響的理論計(jì)算27-31
• 2.4.2 高壓冷卻切削溫度的有限元分析31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 高壓冷卻切削刀具磨損及斷屑試驗(yàn)研究34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 試驗(yàn)方案及測(cè)量方法34-36
• 3.2.1 工件材料34
• 3.2.2 機(jī)床及刀具34-35
• 3.2.3 冷卻潤(rùn)滑條件35
• 3.2.4 測(cè)量方法35-36
• 3.3 高壓冷卻切削刀具磨損試驗(yàn)研究36-42
• 3.3.1 刀具磨損和破損36-38
• 3.3.2 刀具磨損原因38
• 3.3.3 試驗(yàn)方案38-39
• 3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果39-42
• 3.4 高壓冷卻切削斷屑研究42-46
• 3.4.1 切屑的變形過(guò)程42-43
• 3.4.2 高壓冷卻切削對(duì)斷屑的影響試驗(yàn)43-44
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 高壓冷卻切削已加工表面質(zhì)量試驗(yàn)研究47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 高壓冷卻切削已加工表面粗糙度的研究47-50
• 4.2.1 表面粗糙度的形成及影響47-48
• 4.2.2 表面粗糙度的測(cè)試試驗(yàn)48
• 4.2.3 表面粗糙度結(jié)果分析48-50
• 4.3 高壓冷卻切削已加工表面白層的研究50-53
• 4.3.1 切削加工中白層的概述50-51
• 4.3.2 高壓冷卻切削鈦合金白層形成試驗(yàn)51-52
• 4.3.3 結(jié)果分析52-53
• 4.4 高壓冷卻切削已加工表面殘余應(yīng)力的研究53-59
• 4.4.1 殘余應(yīng)力形成原因53-54
• 4.4.2 殘余應(yīng)力影響因素54
• 4.4.3 試驗(yàn)方案及測(cè)量方法54-57
• 4.4.4 殘余應(yīng)力結(jié)果分析57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專(zhuān)利66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1108820