介观尺度切削硬质合金YG18的仿真与试验研究
发布时间：2021-12-30 20:03
硬质合金因其优良的性能被广泛的应用于模具行业中,但由于其极高的难加工性,目前主要采用磨削、电火花（EDM）、电化学（ECM）等加工方式,因此具有较低的加工效率和较高的加工成本,已无法满足当前的多品种、小批量、个性化加工需求。为此,本文以介观尺度切削硬质合金YG18为研究对象,通过正交切削试验和二维有限元仿真以获得目标材料的本构模型参数,进而进行铣削加工三维有限元仿真并进行铣削试验验证,最终优选切削参数并进行硬质合金模具的加工试验,以期为硬质合金模具加工提供一种新的途径。论文的主要工作如下:（1）在正交切削硬质合金YG18试验的基础上,应用DEFORM有限元软件建立正交切削硬质合金YG18的二维仿真模型,通过对比实测和仿真得到的切削力与切屑形貌,进而获得硬质合金YG18的Johnson-Cook本构模型参数以及Brozzo失效模型参数。（2）基于二维切削仿真得到的模型参数,进行硬质合金YG18三维铣削有限元仿真,分析不同铣削用量下的切屑形成过程与切屑形貌,探讨不同铣削用量下铣削力的变化趋势,最终为铣削硬质合金试验的切削参数设计提供参考。（3）基于三维铣削仿真的结果,进行硬质合金的铣削试验...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬质合金的用途
图 1.2 本文研究思路.4.2 研究内容本文基于正交切削硬质合金试验的基础上，建立正交切削硬质合金的二维仿真模型，并交切削试验的结果进行对比，以此获得硬质合金材料的本构模型参数以及失效模型参数，该结论应用于硬质合金的三维铣削模型的建模过程，通过分析不同切削参数下的切屑形成铣削力变化趋势，初选出合理的切削参数进行硬质合金铣削试验，分析不同铣削参数下的力、表面质量以及刀具磨损变化规律，优选出切削参数进行硬质合金模具的加工试验。本主要研究内容包括以下几个方面：（1）正交切削硬质合金的二维建模与仿真在正交切削硬质合金试验的基础上，建立二维正交切削仿真模型。通过对比仿真模拟与试验获得的切屑、切削力、切削比能等结果，修正目标材料的本构模型参数以及失效模型，并验证仿真模型的正确性，以获得较为准确的本构模型参数以及失效模型参数。（2）硬质合金的三维铣削建模与仿真在正交切削试验与仿真的基础上，运用所获得的硬质合金本构模型参数以及失效模型参
质合金作为一种典型的难加工材料，其加工性能较差，因而在研究其加工技术上的成本。随着计算机领域的飞速发展，使得基于有限元软件的金属切削过程的模能，借此，本章基于正交切削硬质合金试验的基础上，通过 DEFORM 有限元软削硬质合金的二维仿真模型，得到其切屑形貌、切削力、切削比能与进给量的关切削硬质合金试验的结果进行对比，验证仿真的正确性，得到硬质合金材料的本及失效模型参数。正交切削基础试验 试验设备及方案1）试验条件交切削试验的平台如图 2.1 所示，机床的主要技术参数如表 2.1 所示。该机床的性驱动，具有高稳定性以及高精度的特点，并配备了 Kistler 测力测量装置以测量中的切削力，以及高速摄像机以观察正交切削过程中的切屑形成过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应曲面法的硬质合金加工切削参数优化[J]. 焦锋,张佳菲,牛赢,李杰,段鹏. 机械设计与研究. 2015(04)
[2]硬质合金微细电火花加工工艺研究[J]. 陈伟刚,胡国良,蒋放. 工具技术. 2009(10)
[3]磨料有序排布钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金的性能研究(英文)[J]. 李曙生,徐九华,肖冰,严明华,傅玉灿,徐鸿钧. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2007(01)
[4]微型模具制造技术研究与发展[J]. 于同敏,宫德海. 中国机械工程. 2005(02)
[5]WC-Co硬质合金的强韧化[J]. 张凤林,王成勇,宋月贤. 粉末冶金技术. 2003(04)
[6]电火花加工硬质合金模具的研究[J]. 胡黄卿. 稀有金属与硬质合金. 2000(01)
[7]我国硬质合金模具应用技术与市场分析[J]. 张春友,熊惟皓. 湖南冶金. 1999(06)
[8]硬质合金磨削温度场的实验研究[J]. 郭秀云,于思远,林滨. 硬质合金. 1999(01)
[9]粉末冶金零件的加工[J]. 谭天. 世界制造技术与装备市场. 1998(04)
[10]模具用硬质合金及其进展[J]. 孙宝琦,何平. 模具工业. 1996(12)
博士论文
[1]激光氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究[D]. 吴贤.南京航空航天大学 2017
[2]金刚石微铣刀精密铣削氧化锆陶瓷基础研究[D]. 卞荣.南京航空航天大学 2014
[3]纳米结构硬质合金磨削理论和工艺实验研究[D]. 任莹晖.湖南大学 2009
硕士论文
[1]激光诱导氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究[D]. 姚晨佼.南京航空航天大学 2017
[2]微细铣削刀具磨损的声发射特征研究[D]. 严浩.南京航空航天大学 2016
[3]硬质合金生坯切削加工性能的研究[D]. 何荣.湖南大学 2013
本文编号：3558879
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬质合金的用途
图 1.2 本文研究思路.4.2 研究内容本文基于正交切削硬质合金试验的基础上，建立正交切削硬质合金的二维仿真模型，并交切削试验的结果进行对比，以此获得硬质合金材料的本构模型参数以及失效模型参数，该结论应用于硬质合金的三维铣削模型的建模过程，通过分析不同切削参数下的切屑形成铣削力变化趋势，初选出合理的切削参数进行硬质合金铣削试验，分析不同铣削参数下的力、表面质量以及刀具磨损变化规律，优选出切削参数进行硬质合金模具的加工试验。本主要研究内容包括以下几个方面：（1）正交切削硬质合金的二维建模与仿真在正交切削硬质合金试验的基础上，建立二维正交切削仿真模型。通过对比仿真模拟与试验获得的切屑、切削力、切削比能等结果，修正目标材料的本构模型参数以及失效模型，并验证仿真模型的正确性，以获得较为准确的本构模型参数以及失效模型参数。（2）硬质合金的三维铣削建模与仿真在正交切削试验与仿真的基础上，运用所获得的硬质合金本构模型参数以及失效模型参
质合金作为一种典型的难加工材料，其加工性能较差，因而在研究其加工技术上的成本。随着计算机领域的飞速发展，使得基于有限元软件的金属切削过程的模能，借此，本章基于正交切削硬质合金试验的基础上，通过 DEFORM 有限元软削硬质合金的二维仿真模型，得到其切屑形貌、切削力、切削比能与进给量的关切削硬质合金试验的结果进行对比，验证仿真的正确性，得到硬质合金材料的本及失效模型参数。正交切削基础试验 试验设备及方案1）试验条件交切削试验的平台如图 2.1 所示，机床的主要技术参数如表 2.1 所示。该机床的性驱动，具有高稳定性以及高精度的特点，并配备了 Kistler 测力测量装置以测量中的切削力，以及高速摄像机以观察正交切削过程中的切屑形成过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应曲面法的硬质合金加工切削参数优化[J]. 焦锋,张佳菲,牛赢,李杰,段鹏. 机械设计与研究. 2015(04)
[2]硬质合金微细电火花加工工艺研究[J]. 陈伟刚,胡国良,蒋放. 工具技术. 2009(10)
[3]磨料有序排布钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金的性能研究(英文)[J]. 李曙生,徐九华,肖冰,严明华,傅玉灿,徐鸿钧. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2007(01)
[4]微型模具制造技术研究与发展[J]. 于同敏,宫德海. 中国机械工程. 2005(02)
[5]WC-Co硬质合金的强韧化[J]. 张凤林,王成勇,宋月贤. 粉末冶金技术. 2003(04)
[6]电火花加工硬质合金模具的研究[J]. 胡黄卿. 稀有金属与硬质合金. 2000(01)
[7]我国硬质合金模具应用技术与市场分析[J]. 张春友,熊惟皓. 湖南冶金. 1999(06)
[8]硬质合金磨削温度场的实验研究[J]. 郭秀云,于思远,林滨. 硬质合金. 1999(01)
[9]粉末冶金零件的加工[J]. 谭天. 世界制造技术与装备市场. 1998(04)
[10]模具用硬质合金及其进展[J]. 孙宝琦,何平. 模具工业. 1996(12)
博士论文
[1]激光氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究[D]. 吴贤.南京航空航天大学 2017
[2]金刚石微铣刀精密铣削氧化锆陶瓷基础研究[D]. 卞荣.南京航空航天大学 2014
[3]纳米结构硬质合金磨削理论和工艺实验研究[D]. 任莹晖.湖南大学 2009
硕士论文
[1]激光诱导氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究[D]. 姚晨佼.南京航空航天大学 2017
[2]微细铣削刀具磨损的声发射特征研究[D]. 严浩.南京航空航天大学 2016
[3]硬质合金生坯切削加工性能的研究[D]. 何荣.湖南大学 2013
本文编号：3558879
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