高速銑削刀具和工件瞬態(tài)切削溫度研究.pdf

1、高速切削技術(shù)是目前國內(nèi)外制造業(yè)研究的熱點(diǎn)問題之一，也是先進(jìn)制造技術(shù)的主要發(fā)展方向。高速切削機(jī)理研究是高速切削技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，高速切削溫度的研究是高速切削機(jī)理研究的重要組成部分。金屬切削過程中，切削溫度對刀具壽命、刀具磨損和零件加工質(zhì)量等具有重要的影響，因此切削溫度已成為目前高速加工領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
　　 本文采用解析法、有限元仿真和實(shí)驗(yàn)測量相結(jié)合，對高速銑削過程中的切削溫度進(jìn)行研究，揭示高速銑削過程中切削速度對切削溫度的影響規(guī)律

2、，探索隨切削速度變化的切削溫度拐點(diǎn)的出現(xiàn)及其存在條件。
　　 首先，建立平面銑削過程中刀片前刀面瞬態(tài)切削溫度解析模型，通過經(jīng)典文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對切削溫度解析模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。分析切削速度對刀片前刀面溫度的影響，結(jié)果表明:在銑削等斷續(xù)切削過程中，每齒切削弧長一定的情況下，當(dāng)切削速度增加到一定程度，切削時(shí)間足夠短，刀片前刀面的瞬態(tài)溫度出現(xiàn)拐點(diǎn)。繼續(xù)切削后，刀片前刀面的溫度持續(xù)上升并達(dá)到穩(wěn)態(tài)，切削溫度拐點(diǎn)現(xiàn)象消失。切削時(shí)間足夠短是

3、刀片切削溫度拐點(diǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生的基本條件。
　　 其次，基于移動(dòng)熱源法和反求法建立高速銑削過程中工件瞬態(tài)切削溫度解析模型，用45號(hào)鋼銑削溫度測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:熱源強(qiáng)度和進(jìn)給速度對工件溫度的影響最大。進(jìn)給速度增加、流入工件的熱流量并非隨著速度的增加而線性增長是造成工件切削溫度出現(xiàn)拐點(diǎn)的兩個(gè)主要原因。
　　 然后，借助有限元軟件AdvantEdge仿真分析二維正交高速切削高溫合金Incone1718和4

4、5號(hào)鋼切削溫度隨切削速度的變化趨勢。結(jié)果表明:在二維正交切削中，當(dāng)切削速度高于某一臨界值時(shí)，刀具前刀面上的切削溫度出現(xiàn)下降，即所謂的切削溫度拐點(diǎn)。
　　 最后，采用熱電偶法測量高速側(cè)銑過程工件的溫度，研究AerMet100和Incone1718在銑削過程中工件溫度隨切削速度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在刀刃鋒利時(shí)，隨著切削速度的提高，熱電偶測量得到的工件已加工表面層內(nèi)工件溫度出現(xiàn)下降趨勢。
　　 本課題得到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展