内燃机铝活塞环槽加工刀具研究

论文摘要

本课题结合滨州渤海活塞股份有限公司的实际生产状况，详细研究了加工铝硅合金活塞环槽成型刀具及其相关内容。 在大量切削试验基础上，选择了较为理想的整体硬质合金环槽刀具材料，结合实践与试验确定了等宽整体硬质合金环槽刀的刃带宽度，并对整体硬质合金环槽刀具切削环槽过程中副后刀面与已加工表面之间的挤压机理进行了研究、探讨。 随着聚晶金刚石(PCD)刀具材料在切削铝合金上的广泛应用，本文根据活塞环槽的性能要求及铝合金的切削特点，确定了PCD槽刀几何角度，设计了PCD环槽成型刀具。PCD材料的难磨削性使它的推广应用又受到很大的限制，主要体现在磨削效率低、磨削成本高。如何提高磨削效率同时降低磨削成本成为国内外研究的重点。本文理论与实践相结合，根据PCD刀具尤其PCD槽刀刃磨实践，分析了PCD刀具的刃磨设备要求与特点，结合PCD刀具的刃磨机理，探讨了PCD槽刀再次刃磨后寿命降低的原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 金属切削理论发展概况
• 1.2 刀具及刀具材料的发展概况
• 1.2.1 以硬质合金为主的各种刀具材料性能全面提高
• 1.2.2 涂层成为提高刀具性能的关键技术
• 1.2.3 刀具结构创新速度加快
• 1.3 本课题的主要任务
• 1.3.1 活塞加工刀具现状及趋势
• 1.3.2 存在的问题
• 1.3.3 主要任务
• 第2章 内燃机活塞用合金材料
• 2.1 对材料的要求
• 2.2 活塞用铝合金
• 2.3 铝活塞用合金材料的切削加工性分析
• 2.4 小结
• 第3章 活塞环槽的工艺要求及加工特点
• 3.1 铝活塞环槽性能及要求
• 3.2 铝活塞环槽的加工工艺
• 3.3 铝活塞环槽切削过程的特点
• 3.3.1 金属切削的一般过程
• 3.3.2 环槽切削过程的特点
• 3.4 小结
• 第4章 硬质合金精车环槽刀具
• 4.1 活塞环槽对刀具的要求
• 4.2 硬质合金槽刀
• 4.2.1 普通（焊接式）槽刀的缺陷
• 4.2.2 整体硬质合金槽刀
• 4.2.3 整体硬质合金槽刀材料的选择
• 4.2.3.1 硬质合金刀具材料性能比较
• 4.2.3.2 YD15刀具材料切削性能试验
• 4.2.4 整体硬质合金槽刀刃带宽度的选择
• 4.2.4 整体硬质合金槽刀对环槽侧面的挤压（熨压）
• 4.2.4.1 刀具对环槽两侧挤压量的计算
• 4.2.4.2 刀具磨损对挤压与微切削过程的影响
• 4.2.4.3 刀具对环槽两侧面的挤压（熨压）机理
• 4.3 小结
• 第5章 聚晶金刚石（PCD）环槽刀具
• 5.1 PCD槽刀的设计
• 5.1.1 刀具材料的选用
• 5.1.2 刀具几何角度的确定
• 5.2 PCD槽刀切削试验
• 5.3 PCD槽刀的刃磨
• 5.3.1 刃磨设备
• 5.3.2 金刚石砂轮
• 5.3.3 PCD槽刀的刃磨机理
• 5.3.3.1 PCD刀具的磨削模型
• 5.3.3.2 PCD的磨削机理分析
• 5.4 PCD槽刀再次刃磨后寿命降低的原因
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表