HXN5型凸轮轴深孔加工刀具应用研究

论文摘要

HXN5型凸轮轴是和谐型大功率内燃机车柴油机的核心部件之一。它在工作过程中承受较大的弯曲和扭曲载荷,其加工精度直接影响发动机的功率和排放。为适应柴油机高性能的要求,凸轮轴材料选用C50E83C合金钢。由于该牌号钢是美国通用电气公司(后简称GE公司)大型柴油机凸轮轴专用钢,在国内没有可替代钢材牌号,切削加工时表现为既硬又韧,且不容易断屑,导致其加工难度非常大。特别是在深油孔的加工中,由于油孔属于深孔加工,其断屑和排屑性能更差,加工表面质量极差,加工过程中产生的飞边、毛刺、拉伤等现象,易导致零件的清洁度无法满足HXN5型机车的质量要求。本文以凸轮轴油孔的深孔加工为研究对象,在保证孔径尺寸和表面粗糙度要求的前提下,重点研究在不增加大额资金投入的前提下,结合企业现状,通过技术创新,引进新工艺,通过合理选择刀具进行切削试验,从中优选合适刀具及加工参数,为生产实际提供较为合理的、优化的油孔加工工艺。达到提高生产效率并降低生产成本,并在短时间内形成批量生产能力的目标。本文的主要研究内容如下:1、对国内外深孔加工技术的现状进行了比较详尽的阐述,结合公司实际,对拟要解决的问题进行了较详细的可行性分析。2、参照国内凸轮轴原有的油孔钻削工艺,利用深孔麻花钻进行工艺试验,获取优化的切削参数,并对其加工的可行性、实用性和经济性进行评估。3、借助Third Wave切削仿真软件模拟喷吸钻的工作状况,对C50E83C合金钢进行深孔加工仿真试验,获得优化的切削参数。4、利用仿真获取的切削参数选择合适刀具,通过实际加工试验,进一步优化切削参数,从而获得喷吸钻加工HXN5型凸轮轴油孔合理的切削参数。通过生产实践证明,在保证产品质量的前提下,该切削参数完全能满足高效、低成本的生产要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 凸轮轴加工技术现状
• 1.3 课题研究的方法、内容与目的
• 第二章 HXN5 型凸轮轴油孔麻花钻加工工艺试验
• 2.1 HXN5 型凸轮轴机械加工工艺规程
• 2.2 麻花钻钻削试验研究
• 2.2.1 钻削试验方案和结果
• 2.2.2 改变进给量的试验对比分析
• 2.2.3 改变刀具的试验对比分析
• 2.2.4 改变转速的试验对比分析
• 2.2.5 麻花钻的钻削试验方案优化
• 2.3 麻花钻钻削验证试验
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于Third Wave 软件的有限元仿真
• 3.1 有限元分析方法的基本思想
• 3.2 有限元分析方法的关键问题
• 3.3 喷吸钻切削加工有限元模型建立
• 3.3.1 Third Wave AdvantEdge 有限元软件介绍
• 3.3.2 喷吸钻切削加工过程简化
• 3.3.3 有限元模型建立
• 3.4 镗削过程有限元仿真结果分析
• #和4^#刀片切削有限元仿真结果分析'>3.4.1 第1^#和4^#刀片切削有限元仿真结果分析
• #和5^#刀片切削有限元仿真结果分析'>3.4.2 第2^#和5^#刀片切削有限元仿真结果分析
• #和6^#刀片切削有限元仿真结果分析'>3.4.3 第3^#和6^#刀片切削有限元仿真结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 喷吸钻加工验证试验
• 4.1 喷吸钻技术简介
• 4.1.1 喷吸钻结构简介
• 4.1.2 喷吸钻在深孔加工中应用
• 4.2 喷吸钻单件加工试验
• 4.2.1 不同的转速加工时，切屑产生情况对比
• 4.2.2 不同的进给量加工时，切屑产生情况对比
• 4.3 喷吸钻在批量生产中应用
• 4.4 经济效益分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文