本文關(guān)鍵詞：高速車(chē)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(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,很多發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家越來(lái)越重視以高切削效率和高加工表面質(zhì)量為主要特征的高速切削加工技術(shù),能夠給企業(yè)和國(guó)家都帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于3Cr13是一種中碳馬氏體不銹鋼,材料的應(yīng)用范圍比較廣,而其加工技術(shù)的研究涉及比較少,特別是在高速切削下同時(shí)考慮刀具角度與切削用量參數(shù)對(duì)切削力和加工表面質(zhì)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(shí),產(chǎn)生的切削抗力比較大,并且加工質(zhì)量差、生產(chǎn)效率較低。隨著高速機(jī)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(yīng)用Advangt Edge FEM專(zhuān)用切削軟件,模擬高速車(chē)削3Cr13的過(guò)程,通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和極差分析法對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,得出一個(gè)關(guān)于進(jìn)給量、背吃刀量、切削速度、車(chē)刀角度的較優(yōu)組合,依據(jù)這個(gè)組合來(lái)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn);然后由單因素實(shí)驗(yàn)與中心組合設(shè)計(jì)高速車(chē)削3Cr13不銹鋼,分析工藝參數(shù)對(duì)切削力與表面粗糙度的影響規(guī)律,并建立相應(yīng)的模型;最后通過(guò)響應(yīng)面方法對(duì)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(guò)Advant Edge FEM切削軟件模擬3Cr13的高速車(chē)削加工,運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和極差分析法,以切削力最小為目標(biāo),得出一個(gè)以進(jìn)給量、背吃刀量、切削速度、車(chē)刀角度的最優(yōu)組合,并以此指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),旨在保證切削力相對(duì)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(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在高速車(chē)削下加工3Cr13材料,通過(guò)Kister測(cè)力儀軟件測(cè)量,分析出各工藝參數(shù)對(duì)切削力的影響規(guī)律并建立其數(shù)學(xué)模型。(3)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在高速車(chē)削下加工3Cr13材料,通過(guò)Marh3代表面粗糙度儀器測(cè)量,分析出各工藝參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律并建立其數(shù)學(xué)模型。(4)通過(guò)響應(yīng)面方法對(duì)表面粗糙度模型進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化,約束其他因素前提下,得到進(jìn)給量、背吃刀量、切削速度和車(chē)刀前角的較優(yōu)組合:在高速車(chē)削3Cr13不銹鋼時(shí),為了得到最小表面粗糙度值時(shí)較優(yōu)的參數(shù)組合為進(jìn)給量f=0.12mm/r、背吃刀量ap=0.42mm、切削速度vc=621m/min、車(chē)刀前角γ0=17°50",完善實(shí)際中3Cr13材料的加工機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：高速車(chē)削 3Cr13 不銹鋼 表面粗糙度 響應(yīng)面方
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(jiǎn)介10-11
• 1.2.2 3Cr13切削加工特點(diǎn)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(shù)的特點(diǎn)13
• 1.4 高速切削表面質(zhì)量研究13-17
• 1.4.1 表面粗糙度研究13-14
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.5 本文研究意義與研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.5.1 本文研究意義17-18
• 1.5.2 本文研究?jī)?nèi)容18
• 1.6 本章小結(jié)18-20
• 第二章 高速車(chē)削 3Cr13不銹鋼切削力仿真分析20-30
• 2.1 Advant Edge FEM的簡(jiǎn)介20-23
• 2.1.1 Advant Edge FEM的前處理過(guò)程20-23
• 2.1.2 Advant Edge FEM的后處理過(guò)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(shè)置24-25
• 2.3 高速切削模擬仿真及結(jié)果分析25-27
• 2.3.1 高速車(chē)削模擬參數(shù)的確定25-26
• 2.3.2 模擬結(jié)果分析及計(jì)算26-27
• 2.4 工藝參數(shù)對(duì)切削力的影響規(guī)律分析27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 高速車(chē)削 3Cr13不銹鋼切削力實(shí)驗(yàn)研究30-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30-38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-33
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)33-38
• 3.2 切削力實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-42
• 3.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-41
• 3.2.2 多因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41-42
• 3.3 響應(yīng)面基本模型求解42-44
• 3.4 切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇_定44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 高速車(chē)削 3Cr13不銹鋼表面粗糙度實(shí)驗(yàn)研究46-58
• 4.1 表面粗糙度及其影響因素46-48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案48-51
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備48
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)48-51
• 4.3 表面粗糙度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-57
• 4.3.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-54
• 4.3.2 多因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 基于響應(yīng)面方法的工藝參數(shù)優(yōu)化58-68
• 5.1 響應(yīng)面方法原理58-60
• 5.1.1 響應(yīng)面模型檢驗(yàn)步驟58-60
• 5.2 表面粗糙度響應(yīng)面模型分析60-64
• 5.2.1 響應(yīng)面分析60-62
• 5.2.2 模型的顯著性檢驗(yàn)62
• 5.2.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)62-64
• 5.3 工藝參數(shù)優(yōu)化64-66
• 5.3.1 響應(yīng)面模型求極值點(diǎn)64-65
• 5.3.2 工藝參數(shù)優(yōu)化65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 全文總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 附錄A：攻讀學(xué)位期間發(fā)表的研究成果76

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本文編號(hào)：779306