球墨铸铁QT500-7切削参数优化

论文摘要

球墨铸铁以其良好的抗冲击性、很高的抗拉强度及铸铁特有的优良的铸造性、耐磨性、抗疲劳性及经济性等优点广泛应用于机械制造工业的各种零部件。本文针对公司球墨铸铁件切削加工中存在的问题(如进排气管过程中产生的毛刺),通过有限元建模分析和切削试验,探索球墨铸铁切削过程中切削毛刺的形成机理,并进一步探索球墨铸铁的切削性能,为提高产品质量、降低切削成本提供工艺指导。本文首先基于有限元建模,对球墨铸铁的铣削过程进行了仿真分析,仿真表明球墨铸铁铣削过程等效应变和温度具有相似的分布规律。切削毛刺仿真表明,毛刺形成过程中,温度逐渐升高,毛刺的大小与温度升高的持续时间相关。进一步的切削试验表明:速度和进给量对毛刺的影响较小,而切深影响较大。同时对球墨铸铁铣削加工性能进行了试验研究。研究表明:球墨铸铁表面粗糙度随着铣削速度的增大而减小;随着进给量和切深的增大而增大。切削速度较低时,球墨铸铁切屑比较短,呈屑状。随着切削速度的提高,切屑呈细长状。切深与进给量较小时,切屑呈屑状,随着切深与进给量的提高,切屑呈细长状。以硬质合金刀具铣削球墨铸铁时,其失效形式主要是磨粒磨损。本文研究表明DEFORM软件可以有效模拟球墨铸铁的铣削过程,基于切削过程等效应力、等效应变云图及温度云图仿真分析,可为实际切削提供依据。本文研究成果已应用于实际生产中,对实际切削加工参数进行了优化,抑制了切削毛刺的生成,有效提高了产品质量。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 本课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 球墨铸铁的发展历程及应用

1.2.2 切削性能研究现状

1.3 本课题主要研究工作

第二章 QT500-7 球墨铸铁件加工工艺

2.1 QT500-7 球墨铸铁

2.1.1 QT500-7 球墨铸铁件成分

2.1.2 QT500-7 球墨铸铁的材料性能

2.1.3 球墨铸铁的机械性能

2.2 进排气管工艺分析

2.3 本章小结

第三章 QT500-7 切削毛刺形成机理有限元建模分析

3.1 铣削毛刺形成机理分析

3.2 基于DEFORM-3D 的铣削毛刺有限元模拟

3.2.1 有限元方法

3.2.2 DEFORM 有限元软件简介

3.2.3 工件-刀具建模和有限元前处理

3.2.4 Defrom-3D 后处理结果与分析

3.3 本章小结

第四章 QT500-7 球墨铸铁件切削参数优化

4.1 试验准备

4.1.1 材料参数

4.1.2 机床参数

4.1.3 刀具参数

4.2 试验过程及结果分析

4.2.1 切削速度的影响

4.2.2 切深的影响

4.2.3 进给量的影响

4.3 刀具失效分析

4.4 切削参数优化

4.5 本章小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

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