高速切削三维复杂槽型车刀片断屑性能的研究

论文摘要

本文来源于黑龙江省青年科学技术专项资金和哈尔滨市青年科学研究基金“高速切削断屑技术及其产品的开发研究”课题中的一部份。高速切削加工技术是先进实用的制造技术,已经成为现代金属切削加工技术的重要发展方向,但整个制造过程并未达到理想化加工,生产线或单机设备的非正常停机率很高,且制造系统稳定性差,造成这些问题的主要原因之一是高速切削中切屑控制问题。本文对高速切削三维复杂槽型车刀片断屑性能进行了试验研究和理论分析。首先,通过采用具有代表性的三维复杂槽型车刀片进行了11种常速、高速断屑试验;通过二次、三次多项式拟合、回归分析、谐波分析和三次样条函数插值等方法建立了切削速度与极限进给量、断屑范围之间变化规律的数学模型;并优选出误差小、计算简单的数学模型。从而,为今后高速切削领域里三维复杂槽型车刀片断屑机理及其预报系统的研究打下理论与试验基础。其次,对比分析了二维、三维复杂槽型切屑折断曲线;根据切屑折断条件与三维复杂槽型刀片TNMG160408-QM的槽型特点,推导并建立了三维复杂槽型刀片TNMG160408-QM的极限进给量与极限背吃刀量的数学模型。最后,为了验证常速、高速切削试验得到的断屑范围、极限进给量与切削速度关系的正确性,对切屑进行断裂应变试验。根据切屑折断原理,设计、制作断裂应变试验装置与切屑试样,进行断裂应变试验,根据试验结果,对切屑断裂应变的变化规律进行了研究与分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 高速切削技术国内外现状
• 1.2 高速切削刀具发展现状
• 1.3 课题来源
• 1.4 本课题研究的目的及意义
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 高速切削速度与断屑性能之间变化规律数学模型的研究
• 2.1 三维复杂槽型车刀片常速、高速切削断屑试验
• 2.1.1 实验条件和方法
• 2.1.2 断屑试验结果
• 2.2 不同方法数学模型的建立
• 2.2.1 三次样条函数建立数学模型
• 2.2.2 多项式拟合数据
• 2.2.3 谐波分析方法建立数学模型
• 2.2.4 回归分析建立数学模型
• 2.3 优选数学模型及显著性分析
• 2.3.1 优选数学模型
• 2.3.2 数学模型显著性分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 高速切削三维复杂槽型车刀片切屑折断的研究
• 3.1 切屑的折断
• 3.1.1 切屑折断界限曲线的分析
• 3.1.2 切屑的折断条件
• 3.2 三维复杂断屑槽几何形状分析
• 3.3 TNMG160408-QM 刀片断屑分析
• 3.3.1 切屑流出角
• 3.3.2 等效凸曲面槽型宽度
• 3.3.3 等效曲线斜槽槽型宽度
• 3.3.4 TNMG160408-QM 极限背吃刀量数学模型的研究
• 3.3.5 TNMG160408-QM 极限进给量数学模型的研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 切屑断裂应变的研究
• 4.1 切屑纯弯曲试验分析
• 4.1.1 切屑试验原理
• 4.1.2 断裂应变理论公式
• 4.2 断裂应变试验装置
• 4.2.1 切屑试样的制作
• 4.2.2 断裂应变试验装置
• 4.3 断裂应变试验
• 4.3.1 试验方法及结果
• 4.3.2 试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢