【摘要】：自上世紀(jì)90年代以來(lái),高速切削技術(shù)在我國(guó)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其在先進(jìn)制造領(lǐng)域已經(jīng)逐步取得基礎(chǔ)性和代表性的地位,并在航空航天、汽車、模具等多個(gè)領(lǐng)域中都越來(lái)越發(fā)揮著不可替代的作用。對(duì)于具有大硬度的模具材料來(lái)講,高速銑削加工對(duì)其加工的特點(diǎn)是去除余量大、工作效率低、刀具磨損嚴(yán)重,這直接影響模具零件的表面加工質(zhì)量和使用壽命。表面完整性是衡量表面性質(zhì)的重要指標(biāo)之一,并且會(huì)對(duì)零件的疲勞壽命具有極其深遠(yuǎn)的影響。因此研究高速銑削加工的材料的表面完整性與其疲勞壽命之間的影響規(guī)律及機(jī)理有著重要的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義。本文從理論分析和試驗(yàn)探究?jī)蓚�(gè)方面對(duì)模具鋼的高速銑削加工進(jìn)行了較為深入的研究,提出了預(yù)測(cè)零件疲勞壽命的數(shù)學(xué)模型,旨在為模具的高速切削加工以及模具壽命預(yù)測(cè)提供一定的指導(dǎo)作用。論文的主要研究工作有如下四個(gè)方面:首先,采用正交試驗(yàn)法,用圓環(huán)面銑刀對(duì)SKD61模具鋼進(jìn)行高速銑削加工,分析了不同工藝參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、切削深度、切削行距以及刀具傾角)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律并結(jié)合回歸分析得出表面粗糙度預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型,結(jié)果表明不同工藝參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響顯著程度各不相同。第二,應(yīng)用單因素試驗(yàn)法,分析了工藝參數(shù)對(duì)表面完整性(表面粗糙度、表面顯微硬度以及表層殘余應(yīng)力)的影響規(guī)律及機(jī)理。結(jié)果表明,高速銑削加工后的SKD61模具鋼的可獲得低表面粗糙度、低殘余應(yīng)力和較小加工硬度的表面。第三,針對(duì)銑削加工后的疲勞試件進(jìn)行了疲勞試驗(yàn),得出了表面完整性與疲勞壽命間的關(guān)系。結(jié)論表明,表面完整性的不同量化指標(biāo)對(duì)零件壽命的影響程度不同,影響趨勢(shì)并不單一化,銑削加工產(chǎn)生的表面殘余壓應(yīng)力能顯著地延長(zhǎng)零件的疲勞壽命。最后,根據(jù)表面完整性的量化指標(biāo),采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。研究表明:將表面完整性和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,構(gòu)建的零件疲勞壽命預(yù)測(cè)模型,其預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的誤差在2.3%到15.8%之間。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54

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