车磨复合加工工艺方法研究

摘要

随着制造技术的发展，切削加工作为制造技术的主要基础工艺，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。与此同时，刀具技术也向着高硬度、高速度、高精度和干式加工方向发展，在汽车、航空航天、能源、军事、模具等领域发挥着重要作用，新的切削工艺和加工方法不断出现。在机械加工中，刀具材料是决定加工效率、加工质量和加工成本的关键因素之一，使得对刀具切削性能的要求不断提高，超硬材料刀具、涂层刀具成为现代刀具发展的主要方向。
　　本文对新型材料车刀即车磨复合刀片加工工艺进行开拓性，探索性的研究，着眼于车磨复合刀片加工的可实践性，与传统车削加工的差异性、对比性、可行性研究，本课题将从以下几个方面对于车磨复合加工工艺进行探讨:
　　(1)叙述了车刀材料发展状况、特点及应用状况，总结了车磨复合刀片的相关技术及国内外发展状况，并结合车削实际发展状况提出了本课题的研究意义和研究内容等。
　　(2)依据车削和磨削的几何学对金属切削过程变形原理、已加工表面的形成过程对比分析车磨复合刀片已加工表面形成过程进行理论分析。对比几种超硬磨料涂覆的制作工艺，最终使用可转位刀片选择电镀工艺制作车磨复合刀片，其优点主要有成本低，表面的磨粒密度高，磨粒微刃锋利，磨削的效率高的优点，因而成为本课题的首选。
　　(3)利用Deform-3D有限元分析软件进行车磨复合加工的仿真研究，通过模拟车削过程可以详细得知，在切削过程中，刀片的受力情况和刀片表面到刀片内部的温度变化情况，为刀片加工过程中的磨损情况的研究奠定基础。
　　(4)以典型的机夹转位车刀形式进行车磨复合加工试验，通过实验观察并且对比研究45号钢车磨复合刀片加工的表面质量特征，研究车磨复合刀片材料、粒度及涂覆情况对于表面质量的影响，并将其与普通车削表面质量进行了对比;同时观察分析不同车磨复合刀片加工后的磨损情况。通过实验结果探讨车磨复合加工的可行性和加工质量。
　　(5)总结了论文的主要结论和课题研究中出现的不足，提出了未来的研究方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 车刀材料概述

1．1．1 车刀材料的发展

1．1．2 常用车刀材料

1．2 车磨复合刀片

1．2．1 车磨复合刀片内容及特点

1．2．2 国内外研究现状

1．2．3 车磨复合的发展趋势

1．3 课题的来源依据和研究意义

1．3．1 课题的来源依据

1．3．2 课题研究意义

1．4 课题研究的主要内容

第2章 金属切削过程与车磨复合刀片制备

2．1 金属切削过程的总体描述

2．1．1 金属切削变形原理

2．1．2 已加工表面的形成

2．1．3 车磨复合刀片已加工表面形成过程

2．2 车削已加工表面理论形貌

2．3 车磨复合刀片的制备

2．3．1 车磨复合刀片磨料的选择

2．3．2 车磨复合刀片磨料的特性

2．3．3 车磨复合刀片制作工艺

2．4 车磨复合刀片表面形貌分析

2．5 本章小结

第3章 车磨复合加工仿真研究

3．1 Deform-3D简介及仿真流程

3．2 金属切削加工切削力与热传导温度场数值分析

3．2．1 金属切削加工切削力分析

3．2．2 金属切削加工热传导温度场数值分析

3．3 金属切削加工过程有限元模拟技术

3．3．1 金属切削有限元研究步骤

3．3．2 金属切削有限元分析

3．4 车磨复合刀片切削温度与切削力仿真研究

3．4．1 Deform-3D切削模拟前处理

3．4．2 车磨复合刀片切削过程切削力分析

3．4．3 车磨复合刀片切削过程切削温度分析

3．5 本章小结

第4章 车磨复合加工实验设计

4．1 试验方案设计

4．1．1 试验方案设计的基本原则与目的

4．1．2 比较性试验方案的设计方法

4．1．3 无重复正交试验方法

4．2 车磨复合加工试验设计与试验步骤

4．2．1 试验设计

4．2．2 试验目的

4．2．3 试验条件与试验设备

4．2．2 试验步骤

4．3 本章小结

第5章 车磨复合加工实验结果与分析

5．1 车削加工表面质量研究内容

5．2 车磨复合加工表面质量实验结果与分析

5．2．1 CBN(F1800)车磨复合刀片与普通车削加工实验对比结果

5．2．2 不同CBN刀片对加工精度影响的对比实验结果

5．2．3 白刚玉与绿SiC复合刀片对加工精度影响对比实验结果

5．3 刀具磨损分析

5．4 本章小结

第6章 总结及展望

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢