在金屬切削加工領(lǐng)域,將微織構(gòu)置入到刀具表面上起到了一定的減磨抗摩作用,這也成為了近年來攻克一些加工難加工材料（例如鈦合金）時刀具壽命較短的熱點課題。大多學(xué)者針對微織構(gòu)球頭銑刀加工一些難加工材料時的應(yīng)力場或溫度場進行了單一的研究,而兩個物理場之間是相互作用的。因此,本文結(jié)合理論計算與銑削試驗深入地研究了銑削過程中微織構(gòu)球頭銑刀力、熱以及耦合場的分布情況。首先,進行了微織構(gòu)的激光制備試驗,對球頭銑刀銑削鈦合金過程中的刀-屑接觸區(qū)域進行理論分析計算,得出微織構(gòu)加工區(qū)域,進行制備;設(shè)計搭建了銑削試驗平臺,銑削寬度為定值,以銑削速度、切削深度及每齒進給量為三個因素設(shè)計了正交切削試驗,同時測量銑削力和銑削溫度在切削過程中隨時間的變化值,為受力密度函數(shù)及受熱密度函數(shù)的求解提供數(shù)據(jù)。其次,利用銑削試驗數(shù)據(jù),對銑削力經(jīng)驗公式、刀-屑接觸面積經(jīng)驗公式及微織構(gòu)球頭銑刀的受力密度函數(shù)進行求解。以受力密度函數(shù)作為載荷邊界條件,對微織構(gòu)刀具的應(yīng)力場進行仿真,得到切入、切出過程中任意時刻微織構(gòu)球頭銑刀所受的瞬時應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài),為微織構(gòu)球頭銑刀熱-力耦合行為研究提供參考。再次,進行熱源分析,采用量綱法對前刀面的熱流密... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同形狀的表面織構(gòu)

圖 1-2 表面微織構(gòu)刀具Fig. 1-2 Micro texture cutting tool學(xué)者對深入研究了織構(gòu)化 AlCrN 涂層構(gòu)置入刀具前刀面且將其應(yīng)用于不銹沿切削刃。試驗研究結(jié)果表明：微織力）及刀具和工件所受摩擦情況得到潤滑劑流入微織構(gòu)中，使加工時微織得到了充分地發(fā)揮，刀具的使用壽命增張俊生、楊海東等學(xué)者將在刀具前刀面磨機理，用該刀具切削加工金屬，并構(gòu)制備在型號為 YT15 的刀具表面，程中，與傳統(tǒng)刀具比較，用上述刀具要小很多，其原因主要是微織構(gòu)的置積減小，避免加工中積屑瘤的形成，的剪切強度[10]。數(shù)關(guān)于微織構(gòu)的研究均是在試驗基礎(chǔ)上

式中：FN為兩接觸面的載荷（法向力）；σs為兩接觸材料的擠壓屈服極限。對于金屬切削時摩擦力為：Fγ=τs·Ar（2-2）式中：τs為抗剪強度。因此，峰點型接觸的摩擦系數(shù)為：s rNAFτμ = （2-3）其中：NrsFAσ= （2-4）將式（2-4）代入式（2-3）得：ssτμσ= （2-5）當(dāng)?shù)毒吆凸ぜ妩c接觸時摩擦系數(shù)經(jīng)過計算是兩個常數(shù)比值，所以該摩擦系數(shù)也是一個常數(shù)，因此峰點型接觸服從古典摩擦法則。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微織構(gòu)球頭銑刀銑削鈦合金表面粗糙度預(yù)測[J]. 楊樹財,周永志,張玉華,佟欣,劉偉偉.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[2]織構(gòu)化AlCrN涂層刀具車削加工奧氏體沉淀硬化不銹鋼的切削性能研究[J]. 姜超,鄧建新,張翔,侯云鶴,鄒雪倩,吳鳳芳.  工具技術(shù). 2016(12)
[3]多目標(biāo)決策的微織構(gòu)球頭銑刀切削性能評價[J]. 楊樹財,王煥焱,張玉華,張磊.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[4]正交切削第一變形區(qū)溫度分布的研究[J]. 李國和,戚厚軍,蔡玉俊.  現(xiàn)代制造工程. 2015(12)
[5]微織構(gòu)球頭銑刀加工鈦合金的有限元仿真[J]. 楊樹財,王志偉,張玉華,萬泉,崔曉雁,謝陽.  沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[6]微織構(gòu)自潤滑刀具干切削0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼的切削性能[J]. 龍遠(yuǎn)強,鄧建新,周后明,易斌.  機械工程材料. 2015(03)
[7]基于力-熱耦合的三面刃銑刀三維銑削仿真分析[J]. 李靈光,王愛民,王小龍.  制造業(yè)自動化. 2014(16)
[8]用數(shù)值仿真優(yōu)選Al2O3/ZrO2（Y2O3）陶瓷刀具的切削參數(shù)[J]. 陳響,馬偉民,馬雷,趙翔,李權(quán),張倩.  機械工程學(xué)報. 2013(21)
[9]金屬正交切削模型研究進展[J]. 葉貴根,薛世峰,仝興華,戴蘭宏.  機械強度. 2012(04)
[10]基于ANSYS的高速五軸數(shù)控加工中心球頭銑刀切削溫度仿真研究[J]. 劉明賀,張國軍,修世超.  精密制造與自動化. 2012(01)

博士論文
[1]涂層刀具切削熱傳導(dǎo)和切削溫度的研究[D]. 張靜婕.山東大學(xué) 2017
[2]基于熱—力—微觀組織耦合的鈦合金銑削刀具失效機理研究[D]. 王福增.山東大學(xué) 2016
[3]鈦合金銑削加工過程參量建模及刀具磨損狀態(tài)預(yù)測[D]. 孫玉晶.山東大學(xué) 2014
[4]微織構(gòu)自潤滑與振蕩熱管自冷卻雙重效用的干切削刀具的研究[D]. 吳澤.山東大學(xué) 2013

碩士論文
[1]508Ⅲ鋼銑削溫度試驗研究與仿真分析[D]. 盧真真.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[2]基于微織構(gòu)刀具的鈦合金切削過程切削力的研究[D]. 楊翠蕾.天津理工大學(xué) 2016
[3]高速切削立銑刀溫度場及熱沖擊特性研究[D]. 魏波.廣東海洋大學(xué) 2015
[4]刀具表面微織構(gòu)切削機理研究[D]. 張俊生.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[5]金屬切削加工有限元仿真及薄壁件變形預(yù)測研究[D]. 鐘小宏.南昌航空大學(xué) 2012
[6]三維金屬切削過程的有限元模擬[D]. 張磊光.華北電力大學(xué)（北京） 2008
[7]高速金屬切削加工的數(shù)值模擬與分析[D]. 盧樹斌.江蘇大學(xué) 2006



本文編號：3609521