發(fā)布時間：2017-09-02 15:15

  本文關鍵詞：高速車削3Cr13不銹鋼切削力及表面粗糙度研究

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【摘要】：隨著科學技術的快速發(fā)展,很多發(fā)達工業(yè)國家越來越重視以高切削效率和高加工表面質量為主要特征的高速切削加工技術,能夠給企業(yè)和國家都帶來良好的經濟效益和社會效益。由于3Cr13是一種中碳馬氏體不銹鋼,材料的應用范圍比較廣,而其加工技術的研究涉及比較少,特別是在高速切削下同時考慮刀具角度與切削用量參數(shù)對切削力和加工表面質量影響的研究甚少,一般都是在普通切削速度下加工,由于在普通速度下加工時,產生的切削抗力比較大,并且加工質量差、生產效率較低。隨著高速機床和加工刀具的發(fā)展,采用高速切削的方式加工3Cr13不銹鋼成為可能,因此,研究高速切削下加工3Cr13不銹鋼變得具有意義。本文首先應用Advangt Edge FEM專用切削軟件,模擬高速車削3Cr13的過程,通過正交試驗設計和極差分析法對所得結果進行優(yōu)化,得出一個關于進給量、背吃刀量、切削速度、車刀角度的較優(yōu)組合,依據(jù)這個組合來指導實驗;然后由單因素實驗與中心組合設計高速車削3Cr13不銹鋼,分析工藝參數(shù)對切削力與表面粗糙度的影響規(guī)律,并建立相應的模型;最后通過響應面方法對工藝參數(shù)優(yōu)化,得出獲得最小表面粗糙度情況下的工藝參數(shù)組合。本文的主要研究工作:(1)通過Advant Edge FEM切削軟件模擬3Cr13的高速車削加工,運用正交實驗設計和極差分析法,以切削力最小為目標,得出一個以進給量、背吃刀量、切削速度、車刀角度的最優(yōu)組合,并以此指導實驗,旨在保證切削力相對較小的情況下,求得表面粗糙度最小的工藝參數(shù)組合。(2)通過單因素實驗和中心組合實驗設計,在高速車削下加工3Cr13材料,通過Kister測力儀軟件測量,分析出各工藝參數(shù)對切削力的影響規(guī)律并建立其數(shù)學模型。(3)通過單因素實驗和中心組合實驗設計,在高速車削下加工3Cr13材料,通過Marh3代表面粗糙度儀器測量,分析出各工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律并建立其數(shù)學模型。(4)通過響應面方法對表面粗糙度模型進行工藝參數(shù)優(yōu)化,約束其他因素前提下,得到進給量、背吃刀量、切削速度和車刀前角的較優(yōu)組合:在高速車削3Cr13不銹鋼時,為了得到最小表面粗糙度值時較優(yōu)的參數(shù)組合為進給量f=0.12mm/r、背吃刀量ap=0.42mm、切削速度vc=621m/min、車刀前角γ0=17°50",完善實際中3Cr13材料的加工機理。
【關鍵詞】：高速車削 3Cr13 不銹鋼 表面粗糙度 響應面方
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 3Cr13不銹鋼論述10-12
• 1.2.1 3Cr13不銹鋼簡介10-11
• 1.2.2 3Cr13切削加工特點11-12
• 1.3 高速切削論述12-13
• 1.3.1 高速切削定義12-13
• 1.3.2 高速切削技術的特點13
• 1.4 高速切削表面質量研究13-17
• 1.4.1 表面粗糙度研究13-14
• 1.4.2 國內外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.5 本文研究意義與研究內容17-18
• 1.5.1 本文研究意義17-18
• 1.5.2 本文研究內容18
• 1.6 本章小結18-20
• 第二章 高速車削 3Cr13不銹鋼切削力仿真分析20-30
• 2.1 Advant Edge FEM的簡介20-23
• 2.1.1 Advant Edge FEM的前處理過程20-23
• 2.1.2 Advant Edge FEM的后處理過程23
• 2.2 有限元模型的建立23-25
• 2.2.1 刀具工件模型的建立23-24
• 2.2.2 有限元網(wǎng)格劃分和工件模擬參數(shù)設置24-25
• 2.3 高速切削模擬仿真及結果分析25-27
• 2.3.1 高速車削模擬參數(shù)的確定25-26
• 2.3.2 模擬結果分析及計算26-27
• 2.4 工藝參數(shù)對切削力的影響規(guī)律分析27-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第三章 高速車削 3Cr13不銹鋼切削力實驗研究30-46
• 3.1 實驗設備與實驗設計30-38
• 3.1.1 實驗設備30-33
• 3.1.2 實驗設計33-38
• 3.2 切削力實驗結果分析38-42
• 3.2.1 單因素實驗結果分析38-41
• 3.2.2 多因素實驗結果分析41-42
• 3.3 響應面基本模型求解42-44
• 3.4 切削力經驗模型的確定44
• 3.5 本章小結44-46
• 第四章 高速車削 3Cr13不銹鋼表面粗糙度實驗研究46-58
• 4.1 表面粗糙度及其影響因素46-48
• 4.2 實驗設備與實驗設計方案48-51
• 4.2.1 實驗設備48
• 4.2.2 實驗設計48-51
• 4.3 表面粗糙度實驗結果分析51-57
• 4.3.1 單因素實驗結果分析51-54
• 4.3.2 多因素實驗結果分析54-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 基于響應面方法的工藝參數(shù)優(yōu)化58-68
• 5.1 響應面方法原理58-60
• 5.1.1 響應面模型檢驗步驟58-60
• 5.2 表面粗糙度響應面模型分析60-64
• 5.2.1 響應面分析60-62
• 5.2.2 模型的顯著性檢驗62
• 5.2.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗62-64
• 5.3 工藝參數(shù)優(yōu)化64-66
• 5.3.1 響應面模型求極值點64-65
• 5.3.2 工藝參數(shù)優(yōu)化65-66
• 5.4 本章小結66-68
• 第六章 總結與展望68-70
• 6.1 全文總結68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 附錄A：攻讀學位期間發(fā)表的研究成果76

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本文編號：779306