發(fā)布時間：2022-01-26 05:18

　　高速切削已成為機械制造業(yè)的主流發(fā)展方向,但嚴重的刀具磨損仍然是高速切削技術進步的主要瓶頸。內冷麻花鉆良好的冷卻潤滑效果在鈦合金等難加工材料的高速鉆削方面有著巨大的應用潛力,而表面織構在控制摩擦、減小磨損和改善潤滑性能等方面的優(yōu)異表現(xiàn),使得微織構內冷麻花鉆的研究應用成為了可能。本課題從刀-工、刀-屑接觸區(qū)減摩降溫的角度出發(fā),提出在內冷麻花鉆的前、后刀面設計制作溝槽型表面微織構,結合內冷卻潤滑技術,通過有限元仿真分析和試驗研究等手段探索微織構內冷麻花鉆高速鉆削Ti6Al4V的切削性能以及磨損機理,為鈦合金的高速鉆削加工提出新的思路。主要研究內容如下:首先,利用Deform-3D對前刀面上4種不同類型的微織構普通麻花鉆（NT、TFP、TFV、TFK）的鉆削過程進行了仿真,對比分析了不同刀具的鉆削力、鉆削溫度和鉆頭磨損深度,仿真結果表明:TFP型刀具的綜合性能最好,與NT型刀具對比,其平均鉆削力、最高溫度和前刀面最大磨損深度依次降低了4.22%、4.31%、和46.82%;基于此,在麻花鉆后刀面上建立了相同的微織構,仿真分析了TBP型微織構麻花鉆的鉆削性能,結果表明:與NT型刀具對比,TBP型... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微織構車刀的主要織構類型

高速鉆削 Ti6Al4V 的試驗研究 形量，可能會對加工精度產(chǎn)生影響，但該結論未得到實驗驗證[44]在銑刀片上制備出不同尺度的溝槽和凹坑織構，通過摩擦磨擦系數(shù)以及磨球的磨損率篩選出兩種織構的最優(yōu)尺寸參數(shù)，對合金時刀具的切削性能進行了試驗研究，研究認為垂直于主切切削性能最好，溝槽的間距與寬度對銑削力有一定的影響，研參數(shù)作了定量的分析，但缺乏較深入的織構理論計算分析。前、后刀面結構的特殊性，微織構鉆頭在鉆削加工方面的相關g 等[45]使用 Nd:YVO4 皮秒激光在麻花鉆的副后刀面上制備出 20%的 2 種溝槽型微織構（如圖 2），并進行了鈦合金的鉆削織構能夠顯著改善副后刀面的粘著情況，提高刀具的使用壽

第一章 緒論 微織構內冷麻花鉆高速鉆削 Ti6Al4V 的試驗研究本論文的研究方案如圖 1.3，主要內容如下：（1）微織構內冷卻鉆頭的設計加工基于麻花鉆的數(shù)學模型，使用 Creo4.0 軟件創(chuàng)建麻花鉆的三維模型。為了探究哪種微織構造型在麻花鉆上的切削性能更加突出，在麻花鉆的前刀面上加工出三種基本織構類型（平行于主切削刃的溝槽織構、垂直于主切削刃的溝槽織構、凹坑織構），利用 Deform-3D 軟件對不同的微織構麻花鉆的鉆削過程進行仿真，通過對切削力、切削溫度、鉆頭磨損深度的對比分析，篩選出合適的織構類型，在后刀面上建立最優(yōu)微織構模型，利用 Deform-3D 對后刀面微織構刀具的鉆削過程進行仿真，分析后刀面織構化的可行性。采用激光加工技術在內冷卻麻花鉆的前、后刀面上加工出合適的微織構，使用電鏡對織構形貌和尺寸進行觀察和測量，以保證微織構的加工尺寸，制備出試驗所需的微織構內冷麻花鉆。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]表面微織構麻花鉆干鉆削45鋼的鉆削性能研究[J]. 鄧大松,郭旭紅,沈翔宇,陸歷歷,郭大林.  組合機床與自動化加工技術. 2017(12)
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[3]微織構球頭銑刀加工鈦合金的有限元仿真[J]. 楊樹財,王志偉,張玉華,萬泉,崔曉雁,謝陽.  沈陽工業(yè)大學學報. 2015(05)
[4]表面織構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.  摩擦學學報. 2015(02)
[5]涂層刀具表面織構化及切削性能研究[J]. 張克棟,鄧建新,邢佑強,張國棟,高煥煥.  潤滑與密封. 2015(02)
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[7]航空航天用鈦合金的切削加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 呂楊,李曉巖.  航空制造技術. 2012(14)
[8]表面織構刀具的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 吳澤,鄧建新,連云崧,程宏偉,閆光遠.  航空制造技術. 2012(10)
[9]金屬材料本構模型的研究進展[J]. 彭鴻博,張宏建.  機械工程材料. 2012(03)
[10]往復運動下圓凹坑形表面織構減摩性能研究[J]. 周元凱,朱華,唐瑋,張文謙.  潤滑與密封. 2012(03)

博士論文
[1]基于表面微織構刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤滑技術研究[D]. 戚寶運.南京航空航天大學 2011
[2]鈦合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨損特性及刀具壽命研究[D]. 王曉琴.山東大學 2009

碩士論文
[1]溝槽參數(shù)對表面微織構麻花鉆鉆削性能的影響研究[D]. 鄧大松.蘇州大學 2017
[2]微織構麻花鉆的設計制備及鉆削性能研究[D]. 高煥煥.山東大學 2015
[3]PCBN刀具高速車削鎳基高溫合金試驗及仿真研究[D]. 李暢.湘潭大學 2014
[4]表面微織構刀具切削鈦合金的試驗研究[D]. 王亮.南京航空航天大學 2012



本文編號：3609891