45CrNiMoVA高强度钢的低温切削实验研究

论文摘要

当今社会难加工材料的应用越来越广泛,由于其切削性能较差,切削液的使用也越来越广泛,但对环境的污染和人体的危害也越来越严重。为了实现社会的可持续发展,制造业也必须走绿色制造之路。本文采用液氮冷却进行低温切削研究是有一定意义的。本文在分析了难加工材料的特点及其切削规律和低温切削作用机理的基础上,在液氮低温切削和干切削的条件下,对45CrNiMoVA高强度钢进行了切削力、刀具耐用度、表面粗糙度和断屑实验。切削力实验采用单因素法,分析了切削用量三要素对切削力的影响规律;根据切削行程的变化,研究刀具磨损规律;采用正交试验法进行表面粗糙度实验,研究了切削用量三要素对表面粗糙度的影响规律和参数优化;观察了切屑形状及断屑情况。实验结果表明:背吃刀量对切削力的影响最大,进给量次之,切削速度对切削力的影响较为复杂;切削用量三要素对表面粗糙度的影响大小顺序依次为:进给量、背吃刀量和切削速度;与干切削相比,液氮低温切削不但可以减小表面粗糙度,提高刀具耐用度,并且在一定程度上可以减小切削力和改善断屑情况。因此,对45CrNiMoVA高强度钢的切削,液氮冷却切削技术是一种值得推广应用的绿色制造技术。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 绿色制造及绿色制造工艺
• 1.2 绿色切削技术
• 1.3 低温切削
• 1.3.1 低温切削的分类
• 1.3.2 低温切削的特点
• 1.4 低温切削的国内外现状
• 1.4.1 国外研究状况
• 1.4.2 国内研究状况
• 1.5 本课题研究的目的与内容
• 1.5.1 本课题研究的意义
• 1.5.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 难加工材料的切削加工性及低温切削机理
• 2.1 材料切削加工性
• 2.1.1 材料切削加工性的含义
• 2.1.2 材料切削加工性的衡量指标
• 2.1.3 材料切削加工性的影响因素及改善方法
• 2.2 难加工材料的的特点及切削加工性
• 2.2.1 难加工材料的特点
• 2.2.2 改善难加工材料加工性能的方法
• 2.3 高强度钢
• 2.3.1 高强度钢的分类
• 2.3.2 高强度钢的切削加工特性
• 2.3.3 45CrNiMoVA 高强度钢的切削加工性
• 2.4 低温切削机理
• 2.4.1 低温脆性现象
• 2.4.2 材料的低温机械性能
• 2.5 小结
• 第三章 切削力的实验研究
• 3.1 切削力的来源
• 3.2 切削力的影响因素
• 3.3 切削力的测量方法
• 3.4 实验研究
• 3.4.1 实验系统装置
• 3.4.2 实验刀具和切削用量的选择
• 3.4.3 实验方法
• 3.4.4 实验结果及分析
• 3.5 小结
• 第四章 刀具耐用度的实验研究
• 4.1 刀具磨损的原因分析
• 4.1.1 刀具磨损形态
• 4.1.2 刀具磨损原因
• 4.1.3 刀具磨损过程
• 4.1.4 刀具磨钝标准
• 4.2 实验研究
• 4.3 实验结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 工件表面粗糙度的实验研究
• 5.1 表面粗糙度的形成
• 5.2 实验研究
• 5.2.1 粗糙度测量方法
• 5.2.2 实验设备和材料
• 5.2.3 正交实验法
• 5.2.4 因素与水平值的确定
• 5.3 结果及分析
• 5.3.1 实验结果
• 5.3.2 实验结果分析
• 5.4 小结
• 第六章 断屑情况的实验研究
• 6.1 切屑的形成过程
• 6.2 切屑的类型
• 6.3 切屑的控制
• 6.4 实验方法及实验结果分析
• 6.4.1 实验方法
• 6.4.2 实验设备和材料
• 6.4.3 实验结果与分析
• 6.5 小结
• 第七章 结论
• 7.1 本文主要研究成果及结论
• 7.2 对后续工作的建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录