刀屑界面持續(xù)潤滑刀具的研究
發(fā)布時間:2021-03-27 02:12
本文提出了刀屑界面持續(xù)潤滑刀具潤滑理念,并制備出刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)。通過切削實驗研究了刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削性能,分析了該刀具的減摩機(jī)理。通過顯微鏡觀測計算前刀面磨損區(qū)面積與有限元軟件仿真前刀面高溫區(qū)域確定了刀屑界面持續(xù)潤滑刀具前刀面減摩區(qū)域,設(shè)計了刀屑界面持續(xù)潤滑刀具前刀面切削液通道及織構(gòu)形式,經(jīng)有限元軟件仿真計算當(dāng)切削液通道位置位于摩擦區(qū)中心,直徑為200μm,等間距溝槽型織構(gòu)寬度為300μm間距200μm深度200μm,圓環(huán)形織構(gòu)邊距100μm間距200μm三條織構(gòu)時結(jié)構(gòu)較優(yōu),采用在刀具等間距織構(gòu)中添加寬度為100μm非等間距織構(gòu)可使刀具切削性能提高。對刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,為實現(xiàn)系統(tǒng)的功能對系統(tǒng)中各元件進(jìn)行了基本的選型。對切削加工中所使用的切削液進(jìn)行了選擇,對特制刀桿密封提出了兩種密封方法,通過實驗效果,選擇采用O型圈進(jìn)行密封效果較好。對刀屑界面持續(xù)潤滑刀具進(jìn)行了制備,通過實驗,當(dāng)加工時間為14min,采用多電極加工時加工出來的存油孔質(zhì)量較好。對YG8硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行切削實驗,分別采用刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)(TG-W)與干切削(T-D)傳統(tǒng)澆注切削液(T...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
1.1 本課題研究的背景及意義
1.2 刀具切削加工中的減摩技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.1 自潤滑刀具研究現(xiàn)狀
1.2.2 最小量潤滑研究現(xiàn)狀
1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
2. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具理論分析及刀具設(shè)計
2.1 刀屑界面持續(xù)潤滑方法的提出
2.2 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削理論分析
2.2.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削力理論分析
2.2.2 刀屑接觸界面持續(xù)潤滑刀具切削熱理論分析
2.3 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.3.1 刀屑接觸摩擦區(qū)面積確定
2.3.2 刀屑接觸區(qū)切削高溫區(qū)范圍確定
2.3.3 切削液通道及表面織構(gòu)模型設(shè)計
2.3.4 有限元模型的建立
2.3.4.1 刀具三維模型
2.3.4.2 網(wǎng)格劃分
2.3.4.3 載荷約束及材料參數(shù)
2.3.5 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削液通道參數(shù)的確定
2.3.5.1 刀具切削液通道直徑的確定
2.3.5.2 刀具切削液通道出口位置確定
2.3.6 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具前刀面等間距織構(gòu)設(shè)計
2.3.7 刀屑界面持續(xù)潤滑前刀面非等間距織構(gòu)設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
3. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)設(shè)計與制備
3.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)原理
3.2 高壓微量供給系統(tǒng)設(shè)計
3.2.1 潤滑劑的選擇
3.3 刀桿密封設(shè)計
3.3.1 密封墊密封設(shè)計
3.3.2 O型圈密封設(shè)計
3.3.3 密封結(jié)果
3.4 刀屑界面持續(xù)潤滑系統(tǒng)制備
3.4.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具制備
3.4.1.1 存油孔加工
3.4.1.2 切削液通道加工
3.4.2 潤滑劑供給系統(tǒng)制備
3.5 本章小結(jié)
4. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削性能研究
4.1 刀具切削性能評判參數(shù)理論分析
4.2 實驗方法
4.3 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具的切削性能及減摩機(jī)理
4.3.1 連續(xù)切削鑄鐵
4.3.1.1 切削力
4.3.1.2 刀屑接觸長度
4.3.1.3 前刀面摩擦系數(shù)
4.3.1.4 切屑對比
4.3.1.5 刀具磨損
4.3.1.6 前刀面磨損形貌及減摩機(jī)理
4.3.2 連續(xù)切削 45#鋼
4.3.2.1 切削力
4.3.2.2 刀屑接觸長度
4.3.2.3 前刀面摩擦系數(shù)
4.3.2.4 切屑對比
4.3.2.5 刀具磨損
4.3.2.6 前刀面磨損形貌及減摩機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]切削參數(shù)對碳鋼微量潤滑切削溫度的影響[J]. 劉大維,覃孟揚,羅永順,喻菲菲. 機(jī)床與液壓. 2016(15)
[2]基于固體潤滑劑與原位反應(yīng)雙機(jī)制自潤滑陶瓷刀具[J]. 劉景文,周后明,周文,鄧建新,張高峰,周友行. 中國機(jī)械工程. 2016(15)
[3]陶瓷刀具表面微織構(gòu)激光加工工藝的實驗研究[J]. 劉澤宇,魏昕,謝小柱,華顯剛,洪繼偉. 激光與紅外. 2016(03)
[4]低溫微量潤滑車削加工殘余應(yīng)力正交試驗[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 煤礦機(jī)械. 2016(02)
[5]不銹鋼微量潤滑切削溫度實驗研究[J]. 羅永順,覃孟揚,賀愛東,王子媛. 實驗室研究與探索. 2016(02)
[6]低溫微量潤滑切削304不銹鋼的實驗研究[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 潤滑與密封. 2015(06)
[7]45鋼表面激光織構(gòu)加工及其摩擦性能測試[J]. 趙恩蘭,陳華威. 熱加工工藝. 2015(10)
[8]表面織構(gòu)對刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影響[J]. 楊超,劉小君,楊海東,劉焜. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[9]金屬切削技術(shù)及其刀具研究[J]. 劉小明,吳小芳. 科技與企業(yè). 2014(15)
[10]多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料的研制[J]. 許崇海,吳光永,張永蓮,衣明東,肖光春,方斌. 機(jī)械工程學(xué)報. 2014(07)
博士論文
[1]多尺度表面織構(gòu)陶瓷刀具的制備及其切削性能研究[D]. 邢佑強(qiáng).山東大學(xué) 2016
[2]WS2-WS2/Ti-TiSiN軟硬復(fù)合涂層刀具的制備及其性能研究[D]. 李士鵬.山東大學(xué) 2015
[3]軟涂層微納織構(gòu)自潤滑刀具的制備及其切削性能研究[D]. 連云崧.山東大學(xué) 2014
[4]基于表面微織構(gòu)刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤滑技術(shù)研究[D]. 戚寶運.南京航空航天大學(xué) 2011
[5]原位反應(yīng)自潤滑陶瓷刀具的設(shè)計開發(fā)及其減摩機(jī)理研究[D]. 李彬.山東大學(xué) 2010
[6]微池自潤滑刀具的研究[D]. 宋文龍.山東大學(xué) 2010
[7]MQL切削機(jī)理及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 張春燕.江蘇大學(xué) 2008
碩士論文
[1]微織構(gòu)刀具的設(shè)計與切削性能試驗研究[D]. 陳碧沖.北京理工大學(xué) 2015
[2]電火花沉積Cu/Cu-MoS2及Cu/Cu-BN自潤滑復(fù)合涂層的制備和性能研究[D]. 肖志堅.青島科技大學(xué) 2015
[3]刀具表面微織構(gòu)切削機(jī)理研究[D]. 張俊生.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[4]微量潤滑條件下Al2O3陶瓷刀具的切削試驗研究[D]. 孫浩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2014
[5]油膜附水滴綠色切削液霧化機(jī)理仿真及其切削性能試驗研究[D]. 李文舉.中北大學(xué) 2014
[6]基于MQL的鈦合金高速切削硬質(zhì)合金刀具磨損機(jī)理的研究[D]. 吳月穎.沈陽理工大學(xué) 2014
[7]微織構(gòu)自潤滑刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 亓婷.山東大學(xué) 2012
本文編號:3102678
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
1.1 本課題研究的背景及意義
1.2 刀具切削加工中的減摩技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.1 自潤滑刀具研究現(xiàn)狀
1.2.2 最小量潤滑研究現(xiàn)狀
1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
2. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具理論分析及刀具設(shè)計
2.1 刀屑界面持續(xù)潤滑方法的提出
2.2 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削理論分析
2.2.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削力理論分析
2.2.2 刀屑接觸界面持續(xù)潤滑刀具切削熱理論分析
2.3 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.3.1 刀屑接觸摩擦區(qū)面積確定
2.3.2 刀屑接觸區(qū)切削高溫區(qū)范圍確定
2.3.3 切削液通道及表面織構(gòu)模型設(shè)計
2.3.4 有限元模型的建立
2.3.4.1 刀具三維模型
2.3.4.2 網(wǎng)格劃分
2.3.4.3 載荷約束及材料參數(shù)
2.3.5 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削液通道參數(shù)的確定
2.3.5.1 刀具切削液通道直徑的確定
2.3.5.2 刀具切削液通道出口位置確定
2.3.6 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具前刀面等間距織構(gòu)設(shè)計
2.3.7 刀屑界面持續(xù)潤滑前刀面非等間距織構(gòu)設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
3. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)設(shè)計與制備
3.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具系統(tǒng)原理
3.2 高壓微量供給系統(tǒng)設(shè)計
3.2.1 潤滑劑的選擇
3.3 刀桿密封設(shè)計
3.3.1 密封墊密封設(shè)計
3.3.2 O型圈密封設(shè)計
3.3.3 密封結(jié)果
3.4 刀屑界面持續(xù)潤滑系統(tǒng)制備
3.4.1 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具制備
3.4.1.1 存油孔加工
3.4.1.2 切削液通道加工
3.4.2 潤滑劑供給系統(tǒng)制備
3.5 本章小結(jié)
4. 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具切削性能研究
4.1 刀具切削性能評判參數(shù)理論分析
4.2 實驗方法
4.3 刀屑界面持續(xù)潤滑刀具的切削性能及減摩機(jī)理
4.3.1 連續(xù)切削鑄鐵
4.3.1.1 切削力
4.3.1.2 刀屑接觸長度
4.3.1.3 前刀面摩擦系數(shù)
4.3.1.4 切屑對比
4.3.1.5 刀具磨損
4.3.1.6 前刀面磨損形貌及減摩機(jī)理
4.3.2 連續(xù)切削 45#鋼
4.3.2.1 切削力
4.3.2.2 刀屑接觸長度
4.3.2.3 前刀面摩擦系數(shù)
4.3.2.4 切屑對比
4.3.2.5 刀具磨損
4.3.2.6 前刀面磨損形貌及減摩機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]切削參數(shù)對碳鋼微量潤滑切削溫度的影響[J]. 劉大維,覃孟揚,羅永順,喻菲菲. 機(jī)床與液壓. 2016(15)
[2]基于固體潤滑劑與原位反應(yīng)雙機(jī)制自潤滑陶瓷刀具[J]. 劉景文,周后明,周文,鄧建新,張高峰,周友行. 中國機(jī)械工程. 2016(15)
[3]陶瓷刀具表面微織構(gòu)激光加工工藝的實驗研究[J]. 劉澤宇,魏昕,謝小柱,華顯剛,洪繼偉. 激光與紅外. 2016(03)
[4]低溫微量潤滑車削加工殘余應(yīng)力正交試驗[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 煤礦機(jī)械. 2016(02)
[5]不銹鋼微量潤滑切削溫度實驗研究[J]. 羅永順,覃孟揚,賀愛東,王子媛. 實驗室研究與探索. 2016(02)
[6]低溫微量潤滑切削304不銹鋼的實驗研究[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 潤滑與密封. 2015(06)
[7]45鋼表面激光織構(gòu)加工及其摩擦性能測試[J]. 趙恩蘭,陳華威. 熱加工工藝. 2015(10)
[8]表面織構(gòu)對刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影響[J]. 楊超,劉小君,楊海東,劉焜. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[9]金屬切削技術(shù)及其刀具研究[J]. 劉小明,吳小芳. 科技與企業(yè). 2014(15)
[10]多元梯度自潤滑陶瓷刀具材料的研制[J]. 許崇海,吳光永,張永蓮,衣明東,肖光春,方斌. 機(jī)械工程學(xué)報. 2014(07)
博士論文
[1]多尺度表面織構(gòu)陶瓷刀具的制備及其切削性能研究[D]. 邢佑強(qiáng).山東大學(xué) 2016
[2]WS2-WS2/Ti-TiSiN軟硬復(fù)合涂層刀具的制備及其性能研究[D]. 李士鵬.山東大學(xué) 2015
[3]軟涂層微納織構(gòu)自潤滑刀具的制備及其切削性能研究[D]. 連云崧.山東大學(xué) 2014
[4]基于表面微織構(gòu)刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤滑技術(shù)研究[D]. 戚寶運.南京航空航天大學(xué) 2011
[5]原位反應(yīng)自潤滑陶瓷刀具的設(shè)計開發(fā)及其減摩機(jī)理研究[D]. 李彬.山東大學(xué) 2010
[6]微池自潤滑刀具的研究[D]. 宋文龍.山東大學(xué) 2010
[7]MQL切削機(jī)理及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 張春燕.江蘇大學(xué) 2008
碩士論文
[1]微織構(gòu)刀具的設(shè)計與切削性能試驗研究[D]. 陳碧沖.北京理工大學(xué) 2015
[2]電火花沉積Cu/Cu-MoS2及Cu/Cu-BN自潤滑復(fù)合涂層的制備和性能研究[D]. 肖志堅.青島科技大學(xué) 2015
[3]刀具表面微織構(gòu)切削機(jī)理研究[D]. 張俊生.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[4]微量潤滑條件下Al2O3陶瓷刀具的切削試驗研究[D]. 孫浩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2014
[5]油膜附水滴綠色切削液霧化機(jī)理仿真及其切削性能試驗研究[D]. 李文舉.中北大學(xué) 2014
[6]基于MQL的鈦合金高速切削硬質(zhì)合金刀具磨損機(jī)理的研究[D]. 吳月穎.沈陽理工大學(xué) 2014
[7]微織構(gòu)自潤滑刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 亓婷.山東大學(xué) 2012
本文編號:3102678
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