基于多种工件材料和刀具材料的刀具磨损研究

论文摘要

切削加工过程的研究对切削技术的发展和进步有着重要意义，因为金属切削加工中伴随的一些物理现象如切削力、切削热、刀具磨损和破损、表面完整性等都是以切削变形为基础的。金属切削加工是工业生产中最基本、最广泛、最重要的加工工艺。切削力和切削温度是切削过程中最重要的物理参数，直接影响着刀具的磨损和耐用度、加工精度及加工表面质量、积屑瘤的成长和消失等。零件的表面粗糙度是零件的重要考量因素。工件的加工表面粗糙度会影响零件的接触面积，粗糙度比较大时，会降低接触的俩个表面之间的接触刚度和配合精度。刀具作为切削过程的直接执行者，在切削加工过程中不可避免地会发生磨损或破损。刀具磨损或破损会使零件的加工精度下降，零件表面粗糙度及表层质量恶化。本文通过不同材料的刀具铣削加工不同的工件材料，深入地对比研究铣削过程的切削力、切削温度、表面粗糙度、刀具的磨损及寿命等。首先，通过铣削实验，全面对比研究了切削力、切削温度、表面粗糙度和刀具的磨损、刀具的寿命。从而优选铣削的刀具材料，选择优化的铣削参数。其次，分析了引起切削温度变化的主要因素，并通过实验中的具体数据加以验证，同时给出控制铣削温度的主要措施。再次，根据实验所得工件加工表面的粗糙度，分析了取得相对应的表面粗糙度的最优化的刀具材料和加工参数。最后，通过铣削实验，对比研究了不同铣刀铣削难加工材料的磨损形式，分析其机理；对比研究了的刀具的铣削寿命，衡量了刀具的切削性能；给出了优化的刀具材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究刀具磨损的意义
• 1.2 常用的刀具材料
• 1.2.1 高速钢
• 1.2.2 硬质合金
• 1.2.3 涂层刀具
• 1.2.4 立方氮化硼
• 1.3 工件材料
• 1.3.1 45 钢
• 1.3.2 有色金属
• 1.3.3 高温合金
• 1.4 本课题主要的研究内容和需要解决的问题
• 第2章 切削力的实验研究
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 铣削切削力实验设备的选择
• 2.1.2 铣削切削力实验的工件材料和刀具材料
• 2.2 切削力实验方案分析
• 2.2.1 铣削加工的切削力
• 2.2.2 切削力实验方案分析
• 2.3 不同刀具铣削 45 钢的切削力实验
• 2.3.1 YG6X 铣削 45 钢实验
• 2.3.2 涂层铣刀铣削 45 钢
• 2.3.3 不同铣刀铣削 45 钢的铣削力对比
• 2.4 不同刀具铣削铝合金的切削力实验
• 2.4.1 YG6X 铣刀铣削铝合金
• 2.4.2 涂层铣刀铣削铝合金
• 2.4.3 不同铣刀铣削铝合金的切削力对比
• 2.5 本章小结
• 第3章 切削温度和加工表面粗糙度的实验研究
• 3.1 切削温度
• 3.1.1 基于铣削的切削温度实验
• 3.2 不同铣刀铣削 45 钢的切削温度实验
• 3.2.1 YG6X 铣刀铣削 45 钢的切削温度
• 3.2.2 涂层铣刀铣削 45 钢的切削温度
• 3.2.3 不同铣刀铣削 45 钢切削温度对比
• 3.3 不同铣刀铣削铝合金的切削温度
• 3.3.1 YG6X 铣刀铣削铝合金的切削温度
• 3.3.2 涂层铣刀铣削铝合金的切削温度
• 3.3.3 不同铣刀铣削铝合金切削温度对比
• 3.4 已加工表面的表面粗糙度概述
• 3.4.1 已加工表面粗糙度形成原因
• 3.4.2 减小表面粗糙度的措施
• 3.5 不同铣刀铣削 45 钢的表面粗糙度
• 3.5.1 YG6X 铣刀铣削 45 钢表面粗糙度
• 3.5.2 涂层铣刀铣削 45 钢表面粗糙度
• 3.5.3 不同铣刀铣削 45 钢的表面粗糙度对比
• 3.6 不同铣刀铣削铝合金的表面粗糙度
• 3.6.1 YG6X 铣刀铣削铝合金表面粗糙度
• 3.6.2 涂层铣刀铣削铝合金表面粗糙度
• 3.6.3 不同铣刀铣削铝合金的表面粗糙度对比
• 3.7 本章小结
• 第4章 刀具的磨损及刀具寿命的实验研究
• 4.1 不同刀具切削不同金属材料的磨损形态
• 4.1.1 金属切削刀具的磨损机理
• 4.1.2 金属切削刀具的破损机理
• 4.2 金属切削刀具的寿命
• 4.2.1 金属切削刀具的磨损过程
• 4.2.2 金属切削刀具的磨损形式
• 4.2.3 金属切削刀具的磨钝标准
• 4.2.4 金属切削刀具的寿命
• 4.3 不同刀具寿命的实验对比研究
• 4.3.1 不同刀具铣削 MEK4 材料的寿命对比实验
• 4.3.2 不同刀具铣削镍基合金材料的寿命对比实验
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 本课题的研究成果和结论
• 5.2 题研究的不足及未来发展展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢