69111不銹鋼銑削機(jī)理及工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、69111不銹鋼(09Crl2Mn5Ni4M03Al)是50年代后期我國自主研發(fā)和應(yīng)用起來的新型不銹鋼，是由621所、625所、上鋼三廠、上海鋼鐵研究所等單位協(xié)作研制成功的立足國內(nèi)資源而基本性能優(yōu)于國外近似鋼種的一種不銹鋼。69111不銹鋼屬于典型難加工材料，加之國內(nèi)應(yīng)用歷史較短，對于其切削加工方面的研究相對較少，本研究在對69111不銹鋼研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，對69111不銹鋼切削加工機(jī)理和工藝參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行系統(tǒng)研究。

2、　　 (1)設(shè)計(jì)、完成了應(yīng)用四種刀具銑削加工69111不銹鋼正交切削實(shí)驗(yàn)和單因素切削實(shí)驗(yàn)，采用正交實(shí)驗(yàn)分析法對正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲得能夠減小銑削力的優(yōu)化的參數(shù)組合，并采用冪指數(shù)非線性擬合的方法，進(jìn)行了銑削力建模，建立了銑削力經(jīng)驗(yàn)公式，實(shí)現(xiàn)了銑削力的理論預(yù)測；采用正交優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行了整體硬質(zhì)合金刀具銑削69111不銹鋼磨損壽命實(shí)驗(yàn)，獲得整體硬質(zhì)合金刀具磨損壽命曲線。
　　 (2)從表面粗糙度和殘余應(yīng)力兩個方面對銑削加工6

3、9111不銹鋼的已加工表面進(jìn)行了表面完整性分析。對整體硬質(zhì)合金刀具銑削加工表面的粗糙度進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)分析法分析，獲得銑削參數(shù)對于表面粗糙度影響程度的主次順序，同時(shí)采用二次項(xiàng)擬合的方法進(jìn)行表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)公式的非線性擬合，精度較高；殘余應(yīng)力分析得出銑削加工的表面殘余應(yīng)力大都為拉應(yīng)力。對于可轉(zhuǎn)位刀具加工69111不銹鋼表面粗糙度對比分析得出伊斯卡可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)不適合加工69111不銹鋼；殘余應(yīng)力分析得出山特維克可轉(zhuǎn)位刀具與其他兩種可轉(zhuǎn)位刀具規(guī)律

4、不相同。工藝參數(shù)對于表面粗糙度影響規(guī)律為：隨銑削速度、每齒進(jìn)給量的增大表面粗糙度線性增大，隨軸向切深的增加，表面粗糙度線性降低，隨徑向切深的增加呈現(xiàn)出曲折變化的趨勢，先增大后減小而后又呈現(xiàn)出增大的趨勢；工藝參數(shù)對于表面殘余應(yīng)力的影響主要通過銑削力和銑削溫度間接起作用，影響規(guī)律不明顯。
　　 (3)在理論分析的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)完成69111不銹鋼不同應(yīng)變率、不同溫度下的動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，以及不同應(yīng)力三軸度下的拉伸實(shí)驗(yàn)，

5、回歸擬合出69111不銹鋼本構(gòu)關(guān)系模型和失效模型；并設(shè)計(jì)球盤摩擦實(shí)驗(yàn)，建立摩擦系數(shù)與壓力、滑動速度之間的關(guān)系，從而獲得切削加工過程中刀屑摩擦性能。
　　 (4)在前面研究的基礎(chǔ)上，對69111不銹鋼的銑削工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。采用有限元仿真模擬的方法，對銑削加工69111不銹鋼用可轉(zhuǎn)位刀具進(jìn)行刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，獲得優(yōu)化的前角、后角及鈍化半徑值，為刀具參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支持：后對整體硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行銑削參數(shù)優(yōu)化，綜合考慮銑削力、