本文關(guān)鍵詞：300M鋼環(huán)形刀立銑工件溫度場建模與加工表面質(zhì)量研究

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【摘要】：300M超高強(qiáng)度鋼是一種在飛機(jī)起落架生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用的難加工材料。飛機(jī)起落架作為主要的受力構(gòu)件,其加工質(zhì)量好壞將對零件的服役性能有重要影響。由于環(huán)形刀可提高加工效率、避免干涉,在起落架外筒的半精加工和精加工工序中得到了大量應(yīng)用。在300M鋼的加工過程中,這種難加工材料具有較低的導(dǎo)熱率,可加工性能非常差,生產(chǎn)中會引起較大的切削力和溫度,不可避免地會導(dǎo)致工件表面質(zhì)量的惡化,有必要對其環(huán)形刀銑削工件溫度場及加工表面質(zhì)量展開研究。分析了環(huán)形刀幾何結(jié)構(gòu)特點并對刀具參數(shù)進(jìn)行表征,由切削力系數(shù)標(biāo)定實驗獲得三向切削力系數(shù),通過數(shù)據(jù)擬合得到同未變形切屑厚度之間的關(guān)系,建立了環(huán)形刀立銑加工切削力模型。切削力預(yù)測值經(jīng)過同實驗值對比,證明了切削力預(yù)測值的準(zhǔn)確性,符合溫度場建模求解要求。在分析工件材料物理特性的基礎(chǔ)上,采用瞬時有限大面熱源疊加的方法建立了環(huán)形刀溫度場模型,該模型考慮了剪切區(qū)域鏡像熱源的作用對溫度場的影響,并在空間上將刀具軸向離散為微小的切削微元,時間上將切削歷程離散為微小的時間間隔,通過積分求解得到工件端溫度。搭建了環(huán)形刀銑削加工測溫實驗平臺,驗證了溫度場解析模型計算結(jié)果的準(zhǔn)確性,并分析了工件溫度隨主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量及工件表層深度的變化規(guī)律。通過加工表面質(zhì)量實驗研究了不同切削參數(shù)條件下粗糙度、殘余應(yīng)力、顯微硬度和硬化層深度的變化規(guī)律�？紤]力、熱耦合作用,初步分析了由切削力導(dǎo)致的塑性變形和熱導(dǎo)致的熱應(yīng)力作用對300M鋼加工表面質(zhì)量的影響。本文建立的溫度場模型可以快速計算工件端的溫度值,可用于分析不同切削條件下環(huán)形刀加工工件溫度場分布規(guī)律,采用溫度場預(yù)測與表面質(zhì)量實驗研究相結(jié)合的方法,可以用來指導(dǎo)加工參數(shù)的優(yōu)選,提高加工效率及加工表面質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54

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本文編號：1208597