高速切削加工已成為解決難加工材料最有效的方法之一,優(yōu)化切削用量使得工藝系統(tǒng)達(dá)到最佳的狀態(tài),獲得高的加工精度和生產(chǎn)效率顯得十分重要。本文以社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展廣泛使用的3Cr2W8V模具鋼為加工對(duì)象,通過國內(nèi)外高速切削技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀分析、切削變形與切削力建模及實(shí)驗(yàn)研究,旨在優(yōu)化一類模具鋼的加工過程。其主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:首先,以高速切削加工理論為基礎(chǔ),基于正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)了測量銑削力的實(shí)驗(yàn)方案,研究了高速銑削3Cr2W8V模具鋼過程中銑削用量對(duì)銑削力的影響,發(fā)現(xiàn)隨著銑削速度和前角增大,銑削力減小;隨著軸向切削量增大,銑削力呈先減小后增大的變化趨勢。通過極差分析發(fā)現(xiàn)軸向切削用量對(duì)銑削力的影響高度顯著,銑削速度、徑向切削量對(duì)銑削力的影響較小。因此,采用較小的軸向切削量和每齒進(jìn)給量,較大的銑削速度和徑向切削量可有效地提高3Cr2W8V模具鋼的銑削加工特性。其次,利用多元線性回歸分析法將正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合成銑削力預(yù)測模型。利用方差分析法對(duì)銑削力預(yù)測模型的回歸方程及系數(shù)進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn),結(jié)果顯示:所建立的銑削力預(yù)測模型的回歸方程均高度顯著。在四個(gè)回歸系數(shù)之中,軸向切削量對(duì)銑削力F_x... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 HSM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 HSM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
        1.2.3 HSM技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 金屬切削的基本要求
        1.3.1 3 Cr2W8V模具鋼介紹
        1.3.2 機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)特性
        1.3.3 刀柄與主軸連接的可靠性
        1.3.4 刀具材料
        1.3.5 銑刀結(jié)構(gòu)
        1.3.6 刀具的幾何參數(shù)
        1.3.7 高速切削加工工藝
    1.4 高速切削模具鋼存在的問題
    1.5 切削機(jī)理的幾種研究方法
    1.6 有限元分析(FEA)軟件的選用
    1.7 本章小結(jié)
    1.8 本文的體系及研究內(nèi)容
第2章 金屬材料的高速切削變形理論
    2.1 切削變形理論
        2.1.1 切屑形成的機(jī)理
        2.1.2 切屑的類型及形狀
        2.1.3 金屬層的切削變形
    2.2 銑削力
        2.2.1 銑削力的來源、分解及銑削用量
        2.2.2 銑削方式
        2.2.3 銑削力的經(jīng)驗(yàn)公式及影響因素
    2.3 切削熱、切削溫度及其影響因素
        2.3.1 切削熱與切削溫度產(chǎn)生的機(jī)理
        2.3.2 切削溫度及其影響因素
        2.3.3 切削溫度的分布
    2.4 本章小結(jié)
第3章 銑削力的測量實(shí)驗(yàn)
    3.1 實(shí)驗(yàn)原理與相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材介紹
        3.1.1 銑削材料
        3.1.2 銑削刀具
        3.1.3 高速銑削機(jī)床與測力設(shè)備
    3.2 銑削力實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的程序和正交試驗(yàn)的特點(diǎn)
        3.2.2 因素水平表
        3.2.3 正交表與正交表的性質(zhì)
    3.3 實(shí)驗(yàn)安排和結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高速銑削力模型預(yù)測與驗(yàn)證
    4.1 R法分析
    4.2 建立高速銑削力的預(yù)測模型
        4.2.1 多元線性回歸原理
        4.2.2 銑削力模型預(yù)測
        4.2.3 銑削力預(yù)測模型擬合
    4.3 銑削力預(yù)測公式擬合效果檢驗(yàn)
        4.3.1 相關(guān)計(jì)算
        4.3.2 方差分析
        4.3.3 計(jì)算預(yù)報(bào)平方和
    4.4 回歸方程的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果分析
    4.5 實(shí)驗(yàn)中各參數(shù)對(duì)銑削力的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 高速切削熱塑失穩(wěn)現(xiàn)象的分析研究與仿真
    5.1 熱塑失穩(wěn)(thermoplastic instability)研究
    5.2 切削速度與材料計(jì)算溫度之間的關(guān)系
    5.3 高速切削過程的有限元模擬研究
        5.3.1 建立有限元分析模型
        5.3.2 切削模型參數(shù)
        5.3.3 單元類型與網(wǎng)格劃分
        5.3.4 材料動(dòng)態(tài)塑性本構(gòu)模型的確定
        5.3.5 材料的失效準(zhǔn)則
        5.3.6 切屑與刀具的接觸摩擦模型
        5.3.7 切屑鋸齒化程度的表示方法
    5.4 切屑形態(tài)的ABAQUS仿真分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
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