本文關(guān)鍵詞：淬硬模具鋼已加工表面變質(zhì)層的研究

  更多相關(guān)文章： 高強度鋼 硬態(tài)切削 數(shù)值仿真 工藝參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：高強度鋼由于較高的承載能力和綜合性能而廣泛應(yīng)用于汽車制造、模具及航空航天等領(lǐng)域。高強度鋼精密硬態(tài)切削工藝具有良好的加工柔性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，是一種有廣闊發(fā)展空間的先進加工工藝。高強鋼硬態(tài)切削過程會在已加工表面和亞表面造成顯著的淬火效應(yīng)，淬火效應(yīng)的體現(xiàn)指標(biāo)就是已加工表面形成了變質(zhì)層，變質(zhì)層會對工件的使用性能產(chǎn)生較大的影響，因此研究變質(zhì)層就顯得很重要了。 針對已加工表面形成的變質(zhì)層，本文結(jié)合材料學(xué)科相關(guān)知識，利用PCBN刀具切削加工模具鋼Cr12MoV進行切削實驗，深入研究模具鋼Cr12MoV已加工表面形成的變質(zhì)層。 首先，分析不同熱處理方式下的Cr12MoV材料的金相組織結(jié)構(gòu)，確定不同熱處理方式下的金相組織結(jié)構(gòu)，然后結(jié)合仿真模擬機械加工過程的溫升過程，分析溫升速率對相變點的影響情況； 其次，以PCBN刀具加工Cr12MoV模具鋼實驗為基礎(chǔ)，通過測量已加工表面的顯微硬度及表面硬度，以白層的厚度及其連續(xù)性和變質(zhì)層的厚度為考察指標(biāo)，分析切削條件對變質(zhì)層形成的影響； 再次，從研究熱力耦合作用出發(fā)，結(jié)合材料學(xué)相關(guān)知識，并且建立衍射曲線峰值和硬度的關(guān)系曲線，以此為依據(jù)將機械加工中的熱力耦合作用進行分離； 最后，通過MATLAB數(shù)值仿真軟件同時結(jié)合移動熱源的改進模型對Cr12MoV已加工表面溫度場分布進行研究，并且根據(jù)相變點理論提出一種變質(zhì)層厚度預(yù)測的新方法，然后對已加工表面變質(zhì)層厚度進行了工藝參數(shù)的優(yōu)化，，初步實現(xiàn)淬火效應(yīng)的可控化。
【關(guān)鍵詞】：高強度鋼 硬態(tài)切削 數(shù)值仿真 工藝參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題來源與研究的目的和意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 已加工表面變質(zhì)層的研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 變質(zhì)層概述12-13
• 1.2.2 變質(zhì)層的形成機制的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 變質(zhì)層對已加工表面質(zhì)量的影響研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 變質(zhì)層厚度預(yù)測及建模的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.5 存在的問題18
• 1.3 論文的研究目標(biāo)及主要研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 論文的研究目標(biāo)18-19
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 Cr12MoV 材料的相變機制21-33
• 2.1 Cr12MoV 材料屬性簡介21-23
• 2.1.1 二次淬火效應(yīng)簡介21
• 2.1.2 合金元素對 Cr12MoV 組織性能的影響21-22
• 2.1.3 Cr12MoV 材料的熱處理特點22-23
• 2.2 不同熱處理工藝下 Cr12MoV 的金相組織結(jié)構(gòu)研究23-27
• 2.2.1 實驗設(shè)備及實驗方案23-24
• 2.2.2 金相組織結(jié)構(gòu)分析24-26
• 2.2.3 不同熱處理下 Cr12MoV 力學(xué)性能的分析26-27
• 2.3 切削加工中 Cr12MoV 相變機制的研究27-32
• 2.3.1 Cr12MoV 相變機制概述27-28
• 2.3.2 合金元素對 Cr12MoV 相變機制的影響28
• 2.3.3 高速切削加工中 Cr12MoV 材料溫升時間的確定28-29
• 2.3.4 不同溫升速率對 Cr12MoV 相變點的影響29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 硬態(tài)切削加工中變質(zhì)層的形成機理33-47
• 3.1 實驗設(shè)備及方案33-36
• 3.1.1 實驗材料及設(shè)備33-35
• 3.1.2 實驗方案的制定35-36
• 3.2 切削加工中變質(zhì)層微觀機理分析36-38
• 3.2.1 試樣的制備36
• 3.2.2 變質(zhì)層微觀金相組織的觀察36-37
• 3.2.3 變質(zhì)層微觀組織的 SEM 觀察37-38
• 3.3 切削條件對變質(zhì)層形成的影響因素分析38-44
• 3.3.1 刀具磨損對變質(zhì)層形成的影響38-40
• 3.3.2 切削速度對變質(zhì)層形成的影響40-41
• 3.3.3 進給量對變質(zhì)層形成的影響41-43
• 3.3.4 背吃刀量對變質(zhì)層形成的影響43-44
• 3.3.5 連續(xù)白層形成的條件分析44
• 3.4 變質(zhì)層厚度及硬度的相關(guān)性分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 淬火效應(yīng)中熱力耦合作用的研究47-60
• 4.1 高速切削加工中熱力耦合作用的概述47-48
• 4.1.1 機械加工中熱力耦合作用的研究指標(biāo)簡述47-48
• 4.1.2 熱力耦合作用對變質(zhì)層形成影響的分析48
• 4.2 熱力耦合作用分離的理論基礎(chǔ)48-51
• 4.2.1 X 衍射峰值與硬度的關(guān)系概述48-49
• 4.2.2 高斯曲線參數(shù)的計算49-50
• 4.2.3 熱作用和機械作用的分離實驗方案50-51
• 4.3 GCP-硬度曲線的獲得51-54
• 4.3.1 熱處理實驗獲得硬度分布51
• 4.3.2 x 衍射實驗測量與硬度同位置的 GCP 值51-53
• 4.3.3 擬合 GCP-硬度曲線53-54
• 4.4 熱作用和機械作用對變質(zhì)層形成的影響研究54-59
• 4.4.1 熱力耦合作用的分離準(zhǔn)則54
• 4.4.2 結(jié)合切削速度分析熱力耦合作用對變質(zhì)層硬度的影響54-56
• 4.4.3 結(jié)合刀具磨損分析熱力耦合作用對變質(zhì)層硬度的影響56-57
• 4.4.4 結(jié)合進給量分析熱力耦合作用對變質(zhì)層硬度的影響57-58
• 4.4.5 結(jié)合背吃刀量分析熱力耦合作用對變質(zhì)層硬度的影響58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 變質(zhì)層厚度的預(yù)測建模及工藝參數(shù)優(yōu)化60-74
• 5.1 變質(zhì)層厚度預(yù)測方法介紹60-63
• 5.1.1 均值法60-61
• 5.1.2 基于圖像處理技術(shù)預(yù)測白層厚度61-62
• 5.1.3 擬合邊界曲線法62-63
• 5.2 已加工表面溫度場分布的研究63-68
• 5.2.1 刀具磨損對切削熱的影響63-64
• 5.2.2 移動熱源等效模型的建立64-66
• 5.2.3 基于 matlab 軟件分析已加工表面溫度場的分布66-68
• 5.3 變質(zhì)層厚度的預(yù)測建模及參數(shù)優(yōu)化68-72
• 5.3.1 變質(zhì)層厚度的預(yù)測方法及驗證68-70
• 5.3.2 變質(zhì)層厚度及表面硬度的預(yù)測建模及優(yōu)化70-72
• 5.4 變質(zhì)層厚度及硬度的預(yù)測界面的建立72-73
• 5.5 驗證實驗分析優(yōu)化結(jié)果73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利80-81
• 致謝81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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2 冷艷;黃維剛;;熱處理工藝對Cr12MoV鋼組織、硬度及耐磨性的影響[J];四川冶金;2010年01期

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4 龐俊忠;王敏杰;李國和;段春爭;;高速切削淬硬鋼的研究進展[J];中國機械工程;2006年S2期

本文編號：809144