高速銑削刀具和工件瞬態(tài)切削溫度研究.pdf

1、高速切削技術是目前國內外制造業(yè)研究的熱點問題之一，也是先進制造技術的主要發(fā)展方向。高速切削機理研究是高速切削技術發(fā)展的基礎，高速切削溫度的研究是高速切削機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域的研究重點。
　　 本文采用解析法、有限元仿真和實驗測量相結合，對高速銑削過程中的切削溫度進行研究，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，通過經典文獻中的實驗數(shù)據(jù)對切削溫度解析模型的有效性進行驗證。分析切削速度對刀片前刀面溫度的影響，結果表明:在銑削等斷續(xù)切削過程中，每齒切削弧長一定的情況下，當切削速度增加到一定程度，切削時間足夠短，刀片前刀面的瞬態(tài)溫度出現(xiàn)拐點。繼續(xù)切削后，刀片前刀面的溫度持續(xù)上升并達到穩(wěn)態(tài)，切削溫度拐點現(xiàn)象消失。切削時間足夠短是

3、刀片切削溫度拐點現(xiàn)象產生的基本條件。
　　 其次，基于移動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號鋼銑削溫度測試實驗驗證模型的準確性。分析和實驗結果表明:熱源強度和進給速度對工件溫度的影響最大。進給速度增加、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)拐點的兩個主要原因。
　　 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號鋼切削溫度隨切削速度的變化趨勢。結果表明:在二維正交切削中，當切削速度高于某一臨界值時，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。
　　 最后，采用熱電偶法測量高速側銑過程工件的溫度，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。結果表明:在刀刃鋒利時，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工件溫度出現(xiàn)下降趨勢。
　　 本課題得到國家重點基礎研究發(fā)展