【摘要】：重型切削是極端制造的重要組成部分,核電水室封頭是其主要零部件,材料為508Ⅲ鋼,作為難加工材料具有較高的強(qiáng)度、硬度及塑性,使加工過程中刀具承受較大循環(huán)沖擊載荷,導(dǎo)致刀具損傷失效問題嚴(yán)重。同時重型加工過程具有切削參數(shù)大與加工余量不均等特點(diǎn),切削力與切削熱變化劇烈,加速刀具損傷發(fā)生。硬質(zhì)合金作為刀具主要材料,制備過程中的初始損傷與加工過程中的損傷缺陷將在載荷作用下不斷萌生與積累,隨著切削時間的增加,刀具材料內(nèi)部微缺陷逐漸演化形成宏觀損傷裂紋,裂紋不斷擴(kuò)展,最終發(fā)生刀具損傷斷裂。針對以上問題,進(jìn)行重型切削過程中硬質(zhì)合金刀具損傷行為研究。首先,主要從水室封頭結(jié)構(gòu)、材料以及加工技術(shù)等方面對重型切削過程中的加工特性進(jìn)行分析;分別結(jié)合銑削實(shí)驗(yàn)與仿真對切削力與切削熱進(jìn)行研究;探討重型切削過程中載荷特性對損傷的影響,為硬質(zhì)合金刀具損傷行為的研究提供一定的理論依據(jù)。其次,論述損傷力學(xué)研究過程與基本理論;進(jìn)行水室封頭銑削加工實(shí)驗(yàn),確定硬質(zhì)合金刀具損傷失效主要形式;基于損傷理論與硬質(zhì)合金材料屬性進(jìn)行刀具細(xì)微觀損傷分析,明確刀具損傷形成與演化過程;并結(jié)合有限元仿真對刀具損傷失效形式進(jìn)行預(yù)測分析,進(jìn)而揭示刀具損傷機(jī)理,為硬質(zhì)合金刀具損傷本構(gòu)模型的研究起到一定的鋪墊作用。再次,概述損傷本構(gòu)經(jīng)典模型以及損傷變量基本定理;分析硬質(zhì)合金微觀特性,對材料本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行研究,建立刀硬質(zhì)合金刀具損傷模型;進(jìn)行硬質(zhì)合金霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn),研究材料動態(tài)特性;通過硬質(zhì)合金高溫拉伸實(shí)驗(yàn)對材料損傷特性進(jìn)行討論,從微細(xì)觀角度分析溫度對材料宏觀影響,并采取不同參數(shù)對材料損傷變量進(jìn)行表征,對完善刀具失效機(jī)理的研究具有重要意義。最后,分析影響硬質(zhì)合金刀具損傷行為的主要因素;以降低損傷為目標(biāo),對刀具以及切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,從而可提高刀具壽命與生產(chǎn)效率,為重型高效切削提供技術(shù)支持。
【圖文】：

圖 1-1 大型加氫反應(yīng)器 圖 1-2 水室封頭Fig.1-1 Large hydrogenation reactor Fig.1-2 Water chamber head重型切削是指刀具在切削制造過程中承受極大且隨機(jī)變化的切削力與切作用。同時在重型切削領(lǐng)域中，硬質(zhì)合金材料在制備過程中不可避免的會一些微觀損傷缺陷，，在切削過程中較高的沖擊機(jī)械-熱載荷的作用下，更

圖 1-1 大型加氫反應(yīng)器 圖 1-2 水室封頭Fig.1-1 Large hydrogenation reactor Fig.1-2 Water chamber head重型切削是指刀具在切削制造過程中承受極大且隨機(jī)變化的切削力與切作用。同時在重型切削領(lǐng)域中，硬質(zhì)合金材料在制備過程中不可避免的會一些微觀損傷缺陷，在切削過程中較高的沖擊機(jī)械-熱載荷的作用下，更
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG711

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2614966