微织构内冷麻花钻高速钻削Ti6Al4V的试验研究
发布时间：2022-01-26 05:18
高速切削已成为机械制造业的主流发展方向,但严重的刀具磨损仍然是高速切削技术进步的主要瓶颈。内冷麻花钻良好的冷却润滑效果在钛合金等难加工材料的高速钻削方面有着巨大的应用潜力,而表面织构在控制摩擦、减小磨损和改善润滑性能等方面的优异表现,使得微织构内冷麻花钻的研究应用成为了可能。本课题从刀-工、刀-屑接触区减摩降温的角度出发,提出在内冷麻花钻的前、后刀面设计制作沟槽型表面微织构,结合内冷却润滑技术,通过有限元仿真分析和试验研究等手段探索微织构内冷麻花钻高速钻削Ti6Al4V的切削性能以及磨损机理,为钛合金的高速钻削加工提出新的思路。主要研究内容如下:首先,利用Deform-3D对前刀面上4种不同类型的微织构普通麻花钻（NT、TFP、TFV、TFK）的钻削过程进行了仿真,对比分析了不同刀具的钻削力、钻削温度和钻头磨损深度,仿真结果表明:TFP型刀具的综合性能最好,与NT型刀具对比,其平均钻削力、最高温度和前刀面最大磨损深度依次降低了4.22%、4.31%、和46.82%;基于此,在麻花钻后刀面上建立了相同的微织构,仿真分析了TBP型微织构麻花钻的钻削性能,结果表明:与NT型刀具对比,TBP型...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微织构车刀的主要织构类型
高速钻削 Ti6Al4V 的试验研究 形量，可能会对加工精度产生影响，但该结论未得到实验验证[44]在铣刀片上制备出不同尺度的沟槽和凹坑织构，通过摩擦磨擦系数以及磨球的磨损率筛选出两种织构的最优尺寸参数，对合金时刀具的切削性能进行了试验研究，研究认为垂直于主切切削性能最好，沟槽的间距与宽度对铣削力有一定的影响，研参数作了定量的分析，但缺乏较深入的织构理论计算分析。前、后刀面结构的特殊性，微织构钻头在钻削加工方面的相关g 等[45]使用 Nd:YVO4 皮秒激光在麻花钻的副后刀面上制备出 20%的 2 种沟槽型微织构（如图 2），并进行了钛合金的钻削织构能够显著改善副后刀面的粘着情况，提高刀具的使用寿
第一章 绪论 微织构内冷麻花钻高速钻削 Ti6Al4V 的试验研究本论文的研究方案如图 1.3，主要内容如下：（1）微织构内冷却钻头的设计加工基于麻花钻的数学模型，使用 Creo4.0 软件创建麻花钻的三维模型。为了探究哪种微织构造型在麻花钻上的切削性能更加突出，在麻花钻的前刀面上加工出三种基本织构类型（平行于主切削刃的沟槽织构、垂直于主切削刃的沟槽织构、凹坑织构），利用 Deform-3D 软件对不同的微织构麻花钻的钻削过程进行仿真，通过对切削力、切削温度、钻头磨损深度的对比分析，筛选出合适的织构类型，在后刀面上建立最优微织构模型，利用 Deform-3D 对后刀面微织构刀具的钻削过程进行仿真，分析后刀面织构化的可行性。采用激光加工技术在内冷却麻花钻的前、后刀面上加工出合适的微织构，使用电镜对织构形貌和尺寸进行观察和测量，以保证微织构的加工尺寸，制备出试验所需的微织构内冷麻花钻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究[J]. 邓大松,郭旭红,沈翔宇,陆历历,郭大林. 组合机床与自动化加工技术. 2017(12)
[2]硬质合金内冷钻头三维参数化建模研究[J]. 潘俊浩,卓勇,连云崧,张祥雷. 西安交通大学学报. 2015(10)
[3]微织构球头铣刀加工钛合金的有限元仿真[J]. 杨树财,王志伟,张玉华,万泉,崔晓雁,谢阳. 沈阳工业大学学报. 2015(05)
[4]表面织构对刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影响[J]. 杨超,刘小君,杨海东,刘焜. 摩擦学学报. 2015(02)
[5]涂层刀具表面织构化及切削性能研究[J]. 张克栋,邓建新,邢佑强,张国栋,高焕焕. 润滑与密封. 2015(02)
[6]微凹坑织构表面摩擦学性能的实验研究[J]. 符永宏,汤伯虎,纪敬虎,张华伟,华希俊. 润滑与密封. 2013(05)
[7]航空航天用钛合金的切削加工现状及发展趋势[J]. 吕杨,李晓岩. 航空制造技术. 2012(14)
[8]表面织构刀具的研究现状与进展[J]. 吴泽,邓建新,连云崧,程宏伟,闫光远. 航空制造技术. 2012(10)
[9]金属材料本构模型的研究进展[J]. 彭鸿博,张宏建. 机械工程材料. 2012(03)
[10]往复运动下圆凹坑形表面织构减摩性能研究[J]. 周元凯,朱华,唐玮,张文谦. 润滑与密封. 2012(03)
博士论文
[1]基于表面微织构刀具的钛合金绿色切削冷却润滑技术研究[D]. 戚宝运.南京航空航天大学 2011
[2]钛合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨损特性及刀具寿命研究[D]. 王晓琴.山东大学 2009
硕士论文
[1]沟槽参数对表面微织构麻花钻钻削性能的影响研究[D]. 邓大松.苏州大学 2017
[2]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[3]PCBN刀具高速车削镍基高温合金试验及仿真研究[D]. 李畅.湘潭大学 2014
[4]表面微织构刀具切削钛合金的试验研究[D]. 王亮.南京航空航天大学 2012
本文编号：3609891
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微织构车刀的主要织构类型
高速钻削 Ti6Al4V 的试验研究 形量，可能会对加工精度产生影响，但该结论未得到实验验证[44]在铣刀片上制备出不同尺度的沟槽和凹坑织构，通过摩擦磨擦系数以及磨球的磨损率筛选出两种织构的最优尺寸参数，对合金时刀具的切削性能进行了试验研究，研究认为垂直于主切切削性能最好，沟槽的间距与宽度对铣削力有一定的影响，研参数作了定量的分析，但缺乏较深入的织构理论计算分析。前、后刀面结构的特殊性，微织构钻头在钻削加工方面的相关g 等[45]使用 Nd:YVO4 皮秒激光在麻花钻的副后刀面上制备出 20%的 2 种沟槽型微织构（如图 2），并进行了钛合金的钻削织构能够显著改善副后刀面的粘着情况，提高刀具的使用寿
第一章 绪论 微织构内冷麻花钻高速钻削 Ti6Al4V 的试验研究本论文的研究方案如图 1.3，主要内容如下：（1）微织构内冷却钻头的设计加工基于麻花钻的数学模型，使用 Creo4.0 软件创建麻花钻的三维模型。为了探究哪种微织构造型在麻花钻上的切削性能更加突出，在麻花钻的前刀面上加工出三种基本织构类型（平行于主切削刃的沟槽织构、垂直于主切削刃的沟槽织构、凹坑织构），利用 Deform-3D 软件对不同的微织构麻花钻的钻削过程进行仿真，通过对切削力、切削温度、钻头磨损深度的对比分析，筛选出合适的织构类型，在后刀面上建立最优微织构模型，利用 Deform-3D 对后刀面微织构刀具的钻削过程进行仿真，分析后刀面织构化的可行性。采用激光加工技术在内冷却麻花钻的前、后刀面上加工出合适的微织构，使用电镜对织构形貌和尺寸进行观察和测量，以保证微织构的加工尺寸，制备出试验所需的微织构内冷麻花钻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究[J]. 邓大松,郭旭红,沈翔宇,陆历历,郭大林. 组合机床与自动化加工技术. 2017(12)
[2]硬质合金内冷钻头三维参数化建模研究[J]. 潘俊浩,卓勇,连云崧,张祥雷. 西安交通大学学报. 2015(10)
[3]微织构球头铣刀加工钛合金的有限元仿真[J]. 杨树财,王志伟,张玉华,万泉,崔晓雁,谢阳. 沈阳工业大学学报. 2015(05)
[4]表面织构对刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影响[J]. 杨超,刘小君,杨海东,刘焜. 摩擦学学报. 2015(02)
[5]涂层刀具表面织构化及切削性能研究[J]. 张克栋,邓建新,邢佑强,张国栋,高焕焕. 润滑与密封. 2015(02)
[6]微凹坑织构表面摩擦学性能的实验研究[J]. 符永宏,汤伯虎,纪敬虎,张华伟,华希俊. 润滑与密封. 2013(05)
[7]航空航天用钛合金的切削加工现状及发展趋势[J]. 吕杨,李晓岩. 航空制造技术. 2012(14)
[8]表面织构刀具的研究现状与进展[J]. 吴泽,邓建新,连云崧,程宏伟,闫光远. 航空制造技术. 2012(10)
[9]金属材料本构模型的研究进展[J]. 彭鸿博,张宏建. 机械工程材料. 2012(03)
[10]往复运动下圆凹坑形表面织构减摩性能研究[J]. 周元凯,朱华,唐玮,张文谦. 润滑与密封. 2012(03)
博士论文
[1]基于表面微织构刀具的钛合金绿色切削冷却润滑技术研究[D]. 戚宝运.南京航空航天大学 2011
[2]钛合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨损特性及刀具寿命研究[D]. 王晓琴.山东大学 2009
硕士论文
[1]沟槽参数对表面微织构麻花钻钻削性能的影响研究[D]. 邓大松.苏州大学 2017
[2]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[3]PCBN刀具高速车削镍基高温合金试验及仿真研究[D]. 李畅.湘潭大学 2014
[4]表面微织构刀具切削钛合金的试验研究[D]. 王亮.南京航空航天大学 2012
本文编号：3609891
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