本文關(guān)鍵詞：微織構(gòu)硬質(zhì)合金刀具優(yōu)化與正交切削試驗研究

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【摘要】：鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用范圍最廣的結(jié)構(gòu)材料,其中常用的A6061型鋁合金具備優(yōu)良的力學(xué)性能,熱處理性能、耐腐蝕性能、可焊性和可加工性,常用于汽車制造、輪船、機車、夾具、機械零件、精細(xì)加工等領(lǐng)域。同時鋁合金也是一種難切削材料,硬質(zhì)合金刀具對鋁合金進行切削時,切屑常常會在刀具的表面堆積形成積屑層,有損刀具的切削性能。有學(xué)者證明在刀具前刀面制備一定尺寸和排列的織構(gòu)形貌,可以改善刀具與切屑接觸區(qū)的摩擦磨損狀態(tài),提高刀具的使用壽命。然而,并沒有具體討論織構(gòu)自身結(jié)構(gòu)對刀具的影響。本文實驗基于單點金剛石劃痕技術(shù),選擇微織構(gòu)形貌的最優(yōu)參數(shù),進而優(yōu)化織構(gòu)刀具。首先,通過在硬質(zhì)合金(YG6)表面制備出不同參數(shù)的直線型凹型溝槽織構(gòu)。觀測不同劃痕載荷制備的織構(gòu)形態(tài),對比不同參數(shù)織構(gòu)的摩擦磨損實驗,得到較合適的織構(gòu)制備參數(shù)。然后將不同參數(shù)微織構(gòu)制備在硬質(zhì)合金刀具表面,開展參數(shù)化織構(gòu)刀具對鋁合金的正交切削試驗,發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)合金刀具的切削性能受表面織構(gòu)參數(shù)的影響。本文主要研究內(nèi)容如下:1.采用單點金剛石壓頭劃痕技術(shù)在硬質(zhì)合金片表面制備微織構(gòu)。通過選擇不同的劃痕載荷及織構(gòu)間距參數(shù),在硬質(zhì)合金表面加工溝槽寬度不同、織構(gòu)面積占有比不同的微織構(gòu)。利用原子力顯微鏡觀測不同參數(shù)的微織構(gòu)表面形態(tài),分析了劃痕載荷與溝槽尺寸的關(guān)系,證實各種參數(shù)織構(gòu)加工的可行性。2.開展硬質(zhì)合金表面不同參數(shù)微織構(gòu)的摩擦磨損試驗。試驗時保持摩擦磨損實驗中施加的正壓力不變,經(jīng)過相同時間的摩擦磨損后,分析了不同溝槽寬度和織構(gòu)間距對微織構(gòu)表面摩擦系數(shù)的影響;利用掃描電鏡觀察微織構(gòu)表面的摩擦磨損形貌,比較實驗結(jié)果,得到最優(yōu)的微織構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。3.制備不同參數(shù)的微織構(gòu)硬質(zhì)合金刀具,并開展了鋁合金管材的正交切削實驗。實驗過程中,利用三坐標(biāo)測力儀采集切削力,利用高速攝像機拍攝切屑的形成過程;通過對比微織構(gòu)參數(shù)化刀具的切削力、刀具前刀面的摩擦磨損形貌、切屑變形形貌,探究微織構(gòu)參數(shù)對硬質(zhì)合金刀具的摩擦性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：劃痕法 微織構(gòu) 參數(shù)優(yōu)化 硬質(zhì)合金 正交切削
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG711;TG501
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 鋁合金干切削的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 刀具表面織構(gòu)化加工研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 織構(gòu)化刀具切削加工研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及具體工作14-15
• 第二章 參數(shù)化微織構(gòu)的劃痕加工15-23
• 2.1 劃痕加工原理與設(shè)備15-17
• 2.1.1 劃痕法加工的原理15-16
• 2.1.2 劃痕加工設(shè)備16-17
• 2.2 參數(shù)化微織構(gòu)硬質(zhì)合金表面形貌17-22
• 2.2.1 劃痕載荷參數(shù) 5N的微織構(gòu)表面形貌17-18
• 2.2.2 劃痕載荷參數(shù) 10N的微織構(gòu)表面形貌18-20
• 2.2.3 劃痕載荷參數(shù) 15N的微織構(gòu)表面形態(tài)20-22
• 2.3 小結(jié)22-23
• 第三章 微織構(gòu)參數(shù)變化對硬質(zhì)合金摩擦性能的影響23-31
• 3.1 摩擦磨損設(shè)備與實驗方案23-24
• 3.1.1 摩擦磨損實驗設(shè)備23
• 3.1.2 實驗方案23-24
• 3.2 參數(shù)化織構(gòu)摩擦磨損實驗結(jié)果24-26
• 3.2.1 劃痕載荷參數(shù) 5N織構(gòu)磨損形貌24-25
• 3.2.2 劃痕載荷參數(shù) 10N織構(gòu)磨損形貌25
• 3.2.3 劃痕載荷參數(shù) 15N織構(gòu)磨損形貌25-26
• 3.3 摩擦磨損實驗分析26-29
• 3.3.1 微織構(gòu)參數(shù)對摩擦系數(shù)的影響分析26-28
• 3.3.2 微織構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析28-29
• 3.4 微織構(gòu)減摩機理分析29
• 3.5 小結(jié)29-31
• 第四章 參數(shù)化織構(gòu)刀具正交切削鋁合金試驗31-55
• 4.1 試驗方案31-34
• 4.1.1 刀具的制備31-33
• 4.1.2 試驗設(shè)備及試驗參數(shù)33-34
• 4.2 正交切削實驗結(jié)果34-43
• 4.2.1 無織構(gòu)刀片切削試驗結(jié)果34-35
• 4.2.2 劃痕載荷參數(shù) 5N微織構(gòu)刀片切削試驗結(jié)果35-38
• 4.2.3 劃痕載荷參數(shù) 10N微織構(gòu)刀片切削試驗結(jié)果38-41
• 4.2.4 劃痕載荷參數(shù) 15N微織構(gòu)刀片切削試驗結(jié)果41-43
• 4.3 切削實驗結(jié)果43-53
• 4.3.1 織構(gòu)參數(shù)刀具切削力分析43-47
• 4.3.2 織構(gòu)參數(shù)刀具切屑形貌分析47-53
• 4.4 切削機理分析53-54
• 4.5 小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及研究成果63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 汪家道,陳大融,孔憲梅;規(guī)則凹坑表面形貌潤滑研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2003年01期

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本文編號：939936