本文關(guān)鍵詞：基于三維斷屑槽型可轉(zhuǎn)位車刀片的切削力建模與研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,硬質(zhì)合金作為刀具材料已經(jīng)普遍應(yīng)用于金屬切削加工,硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的優(yōu)劣,直接影響了生產(chǎn)加工的效率及加工質(zhì)量。而切削性能的優(yōu)劣在很大程度上又取決于刀具的斷屑性能和切削過程中力的影響,所以對于硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽以及切削力的研究,一直以來都是機加工研究領(lǐng)域的重大論題。斷屑槽方面,三維復(fù)雜槽型的產(chǎn)生,使得斷屑更可靠,范圍更廣,使用涂層材料以后,使刀具壽命更高,所以這類槽型刀片是目前的主要研究對象。切削力方面,選用新型槽型刀片,進行正交切削試驗,研究切削過程中,該類新型槽型的斷屑效果以及三向切削力的變化規(guī)律對于切削力理論建模有很大的指導(dǎo)作用和參考價值。本文在試驗的基礎(chǔ)上,對硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀片斷屑槽型對切削折斷的影響以及切削力的建模進行了理論與實驗研究。首先,論文結(jié)合當前的現(xiàn)狀闡述了斷屑槽和切削力研究的意義,分析了斷屑槽的結(jié)構(gòu)組成、作用以及分類,對目前的主流三維復(fù)雜槽型從結(jié)構(gòu)與作用上做出了性能評價,同時綜述了國內(nèi)外學(xué)者在斷屑槽研究及切削力建模方面研究的概況以及所取得的成果。其次,論文從刀具幾何角度和斷屑槽幾何參數(shù)兩個方面分析了金屬切削過程中影響切屑折斷的主要因素,分別分析了切削用量、刀具材料、工件材料、刀具刃部形狀以及積屑瘤等對切削力的影響,結(jié)合切削力試驗重點分析了切削用量和刀具角度對切削力的影響,在實驗范圍內(nèi)分析得到了一定的規(guī)律。再次,針對加工同種材料的不同槽型刀片以及同種新型槽型刀片不同切削用量條件的兩種情況,分別進行了切削力比較試驗,論述了三種刀片的槽型結(jié)構(gòu)對斷屑性能和切削力的影響,指出了新型三維槽型MP在結(jié)構(gòu)和材料上的優(yōu)點,并給出了該新型槽型在試驗范圍內(nèi)的最佳切削用量以及其斷屑性能的規(guī)律,并對切屑形態(tài)做了分析。最后,從理論上,通過最小能量法求解建立了剪切角模型,從切削溫度與應(yīng)變的角度,考慮這兩個因素對切削力的影響規(guī)律,建立了被加工材料與刀具本身的熱平衡方程,并結(jié)合前角模型與剪切變形規(guī)律,重新建立了切削力的模型,通過切削力實驗對其進行了可靠性和誤差分析,為槽刀片型優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：斷屑槽 切削性能 切削力建模 MP槽型 切削溫度
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 中文摘要6-7
• abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 來源、背景及研究意義11-12
• 1.1.1 課題的來源11
• 1.1.2 課題的背景及研究意義11-12
• 1.2 斷屑槽型與切屑控制理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 斷屑槽型的發(fā)展階段12-13
• 1.2.2 切屑折斷機理國內(nèi)外研究概況13-15
• 1.3 切削力建模的發(fā)展概況15-17
• 1.4 解析法構(gòu)建切削力模型的研究現(xiàn)狀17
• 1.5 本文主要內(nèi)容17-19
• 第二章 三維斷屑槽斷屑機理及切削性能的影響因素分析19-30
• 2.1 三維斷屑槽斷屑機理研究19-25
• 2.1.1 斷屑槽的結(jié)構(gòu)與作用19-20
• 2.1.2 斷屑槽的分類20-23
• 2.1.3 斷屑槽性能的評價23-25
• 2.2 切屑折斷的影響因素分析25-29
• 2.2.1 刀具幾何角度對切削性能的影響25-26
• 2.2.2 斷屑槽幾何參數(shù)對切削性能的影響26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 三維斷屑槽型車刀片的切削力及切屑形態(tài)研究30-41
• 3.1 切削各因素對切削力的影響規(guī)律30-36
• 3.1.1 切削深度ap與進給量f對切削力的影響30-32
• 3.1.2 切削速度對切削力的影響32
• 3.1.3 工件材料對切削力的影響32-33
• 3.1.4 刀具材料對切削力的影響33
• 3.1.5 刀具的刃部形狀對切削力的影響33-35
• 3.1.6 積屑瘤對切削力的影響35-36
• 3.2 切屑形態(tài)的變化規(guī)律研究36-40
• 3.2.1 切屑的形成、種類36-37
• 3.2.2 三種槽型刀片切屑變形分析37-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 新型刀片MC6025 的MP型斷屑槽切削力試驗研究41-60
• 4.1 MC6025 刀片簡介41-43
• 4.2 相同切削條件不同槽型的切削力對比試驗43-53
• 4.2.1 試驗條件、設(shè)備、原理及方法43-46
• 4.2.2 試驗數(shù)據(jù)的采集結(jié)果及切削力經(jīng)驗公式的求解46-49
• 4.2.3 切削力試驗方程式的方差分析及顯著性檢驗49-52
• 4.2.4 切削力的對比分析52-53
• 4.3 不同切削條件MP型斷屑槽切削力試驗53-57
• 4.3.1 試驗條件54
• 4.3.2 試驗?zāi)康?/span>54-55
• 4.3.3 試驗結(jié)果及分析55-57
• 4.4 MP型刀片最適切削參數(shù)的確定57-59
• 4.4.1 MP型刀片最適切削參數(shù)的確定57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 基于溫度及應(yīng)變率影響的切削力理論建模與試驗研究60-72
• 5.1 車削過程中溫度對切削力的影響規(guī)律60-63
• 5.1.1 切削溫度的計算60-62
• 5.1.2 剪切面溫度的解析計算62-63
• 5.1.3 前刀面溫度的解析計算63
• 5.2 切削過程中被加工材料的變形應(yīng)力分析63-67
• 5.2.1 剪切區(qū)的變形條件64-66
• 5.2.2 剪切面剪切應(yīng)力的計算66-67
• 5.3 斜角切削條件下切削力模型的構(gòu)建67-70
• 5.3.1 斜角切削條件下幾何與力的模型68-69
• 5.3.2 斜角切削中切削力理論模型的建立69-70
• 5.4 切削力理論模型的誤差與可靠性分析70-71
• 5.4.1 切削力模型的誤差分析70-71
• 5.4.2 切削力模型的可靠性分析71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果77-78
• 致謝78-79

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本文編號：568324