合金铸铁车削机理及其在HX型气缸套加工中的应用研究

摘要

HX型气缸套是ＨＸ型大功率内燃机车柴油机的核心部件之一，是典型的薄壁套类零件，其结构呈多台阶、多凹槽、多圆弧的特征，内孔有较高的精度要求和严格的平顶网纹要求。为适应柴油机高性能的要求，气缸套的材料选择含镍、铜、铬的高强度、高耐磨性的合金铸铁。这是一种典型的难加工材料，要在短时间内形成批量生产能力,难度相当大。本文以HX气缸套的合金铸铁材料为研究对象，通过合理的切削试验，选择合适的刀具及切削参数，并结合生产实际，从而形成较为合理的、优化的HX气缸套加工工艺。
　　 本文的主要研究内容如下：
　　 1．详尽阐述了气缸套加工工艺的国内外现状，并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．通过理论与实践相结合，首次较全面地对合金铸铁的车削机理及气缸套的工艺设计进行了研究。对该材料进行车削试验主要解决以下问题：优选车削的刀具材料、确定合理的几何参数、优选切削用量。具体试验内容包括：
　　 1) 切削性能评价：采用中心组合设计法分别从切削力、断屑性能及切屑形态、刀具磨损、加工表面质量等方面对刀具和材料的切削性能进行评价。
　　 2) 切削力分析：采用多元回归的方法，建立切削力与切削参数之间的数学模型，为切削参数优化奠定基础。
　　 3) 加工表面质量评价：以表面粗糙度作为研究的主要对象，从切削参数方面对表面粗糙度的影响进行研究，采用线性回归得出表面粗糙度与切削参数的数学模型，然后通过加工粗糙度柱状图得出影响其最关键因素。
　　 4) 切削参数优化：利用响应曲面方法先求出加工参数的分布空间，通过对各加工参数无量纲线性编码进行回归，得出加工表面粗糙度的模型，然后通过对表面粗糙度回归模型的分析，结合因素效应和加工效率，利用单因素法，对切削参数进行优化，最终筛选出优化的切削工艺参数。
　　 5) 刀具寿命对比和切削磨损分析：通过不同刀具在不同切削参数下进行刀具的磨损切削试验，研究合金铸铁材料在加工过程中刀具的磨损和破损形态及其主要失效形式，并对刀具的切削寿命的磨损机理进行了分析研究，应用模型预测的方法进行寿命预测，促进刀具的合理应用。
　　 3．根据试验结果，结合生产实际，对ＨＸ型气缸套进行批量生产工艺设计。并对公司同类产品的工艺进行改进、优化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

第二章 合金铸铁的车削性能试验与方案设计

第三章 合金铸铁的切削机理研究

第四章 HX型气缸套的车削工艺优化研究

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文