本文關鍵詞：超硬刀具車削高溫合金過程熱力耦合特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航空航天技術以及石油化工等的蓬勃發(fā)展，對零件的性能要求越來越高。因此，高溫合金材料得到了普遍的應用。然而，高溫合金屬于典型的難加工材料，現(xiàn)在國內對高溫合金的加工還不能達到理想的精度，嚴重影響了零件的使用性能。因此迫切需要研究出高溫合金的加工特性。目前該領域的研究還相對較少，本文對高溫合金切削過程進行理論分析，并通過DEFORM仿真和實驗過程，對不同切削參數對高溫合金切屑形態(tài)的影響以及切削力和切削溫度的影響情況進行了系統(tǒng)研究，對研究如何提高高溫合金加工質量和加工效率具有重大意義。 首先，對高溫合金的性能進行研究，合理選用PCBN刀具，即聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride），并對刀具性能進行研究。建立了切削模型，理論分析計算切削過程中的切削力和切削熱，為后續(xù)研究提供理論基礎。 其次，研究了高溫合金切削過程中，絕熱剪切產生的原因，并從絕熱剪切角度分析鋸齒形切屑形成機理。運用DEFORM-2D對高溫合金切削過程進行仿真，觀察鋸齒形切屑形成過程，鋸齒的溫度分布特點。研究不同切削參數對鋸齒形態(tài)的影響規(guī)律。通過CA6140對高溫合金切削過程進行實驗研究，顯微觀察不同切削參數切削下的切屑形態(tài)。 再次，對高溫合金的切削過程的仿真結果進行分析，觀察不同切削參數下的切削溫度和切削力，繪制不同切削參數對切削溫度、切削力的影響曲線圖，并分析影響規(guī)律。根據前兩章的理論研究，總結不同切削參數對切削溫度、切削力的影響規(guī)律的內在原因。 最后，分析實驗過程中用KISLER9257B測力儀、熱像儀測得的切削力和切削溫度，，用origin繪制曲線圖，把實驗得到的不同參數對切削溫度和切削力的影響結果和仿真得到的結果進行比較，綜合考慮兩個結果，最終分析出切削參數對切削過程的影響情況。
【關鍵詞】：高溫合金 鋸齒形切屑 切削參數 切削溫度 切削力
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題來源與研究的目的和意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 高溫合金的性能及應用現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 高溫合金的基本性能及應用12-13
• 1.2.2 高溫合金的加工性能13
• 1.3 高效切削高溫合金刀具材料的選擇13-15
• 1.3.1 PCBN 刀具的特點14-15
• 1.3.2 PCBN 刀具的應用15
• 1.4 本領域的研究現(xiàn)狀及存在的問題15-19
• 1.4.1 切削過程有限元模擬的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 鋸齒形切屑形成機理的國內外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.3 切削變形機理的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.4 刀具-切屑接觸面摩擦特性研究現(xiàn)狀18
• 1.4.5 切削力的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.6 切削溫度的研究現(xiàn)狀19
• 1.5 論文研究思路及內容安排19-21
• 第2章 高溫合金切削模型的研究21-34
• 2.1 刀具-切屑接觸面摩擦理論概述21-23
• 2.2 切削刀具前刀面熱-力耦合特性分析23-30
• 2.2.1 剪切速度分析23-24
• 2.2.2 前刀面受力情況分析24-25
• 2.2.3 前刀面最大壓應力分析25-26
• 2.2.4 刀具-切屑接觸長度分析26
• 2.2.5 前刀面溫度場分析26-30
• 2.3 切削刀具后刀面熱-力耦合作用分析30-33
• 2.3.1 后刀面受力情況分析30-32
• 2.3.2 后刀面溫度場分析32-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 高溫合金切屑特征和形成機理34-50
• 3.1 鋸齒狀切屑的形成理論概述34-37
• 3.1.1 鋸齒狀切屑形態(tài)特點34-35
• 3.1.2 鋸齒狀切屑的形成機理35-36
• 3.1.3 絕熱剪切行為產生的原因36-37
• 3.2 仿真切削過程中的有限元技術37-40
• 3.2.1 高溫合金材料的本構模型37-38
• 3.2.2 模型的動態(tài)失效準則38-40
• 3.3 仿真分析鋸齒形切屑形成過程40-44
• 3.3.1 仿真參數和仿真方法的確定40-41
• 3.3.2 仿真過程的自適應網格劃分41
• 3.3.3 仿真過程的材料單元失效41-42
• 3.3.4 鋸齒形切屑形成過程42-44
• 3.4 仿真分析切削參數對切屑形態(tài)的影響44-45
• 3.4.1 切削速度對切屑形態(tài)影響44
• 3.4.2 進給量對切屑形態(tài)影響44-45
• 3.5 實驗分析切削參數對切屑形態(tài)的影響45-49
• 3.5.1 切削速度對切屑形態(tài)影響46-47
• 3.5.2 背吃刀量對切屑形態(tài)影響47-48
• 3.5.3 進給量對切屑形態(tài)影響48-49
• 3.6 本章小結49-50
• 第4章 切削參數對切削溫度的影響50-56
• 4.1 仿真分析切削用量對切削溫度的影響50-53
• 4.1.1 切削速度對切削溫度的影響50-51
• 4.1.2 進給量對切削溫度的影響51-53
• 4.2 實驗分析切削參數對切削溫度的影響規(guī)律53-55
• 4.3 理論計算并驗證最大切削熱55
• 4.4 本章小結55-56
• 第5章 切削參數對切削力的影響56-61
• 5.1 仿真分析切削參數對切削力的影響規(guī)律56-58
• 5.1.1 切削速度對切削力的影響56-57
• 5.1.2 進給量對切削力的影響57-58
• 5.2 實驗分析切削參數對切削力的影響規(guī)律58-60
• 5.3 理論計算并驗證最大切削力60
• 5.4 本章小結60-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文65-66
• 致謝66

【參考文獻】

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本文編號：259918