通電加熱輔助車削技術(shù)及其加工過程監(jiān)測.pdf

1、近年來，機械加工行業(yè)中出現(xiàn)了大量耐高溫、強度高、硬度大的難加工材料。在這些材料的加工過程中，普遍存在著切削力大、刀具磨損嚴重、表面質(zhì)量差等問題。用常規(guī)的刀具材料和加工方法很難進行切削加工，也達不到現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的要求。隨著歷史的發(fā)展，人們提出了許多針對這些難加工材料的加工思路和方法，加熱切削就是比較好的思路，而導(dǎo)電加熱切削則是其中一種行之有效的方法。
　　本文對現(xiàn)有導(dǎo)電加熱切削技術(shù)做出了一些研究，提出了通電加熱輔助車削的方法，意在探

2、尋這種方法的可行性和效果。通電加熱輔助車削是把低壓大電流通入到由電源、加熱電極和工件材料構(gòu)成的回路中，利用電流流經(jīng)電極—工件間接觸電阻時產(chǎn)生的熱量，使工件迅速升溫從而軟化，再進入車削，從而達到提高加工效率，降低切削力，提高刀具耐用度的目的;運用了一種基于通電加熱的高溫硬度測量方法測量試驗材料的高溫硬度，探尋了其高溫硬度變化規(guī)律和合適的軟化溫度;利用了ANSYS有限元軟件對通電加熱輔助車削過程進行模擬仿真，驗證了該方法能夠在加工過程中使工

3、件的加熱溫度保持在軟化溫度并不影響其內(nèi)部金相組織;搭建了通電加熱輔助車削的試驗平臺，包括通電加熱系統(tǒng)、基于虛擬儀器的加工過程監(jiān)測系統(tǒng);采集并分析處理了加工過程中產(chǎn)生的振動信號，以此來評價通電加熱輔助車削的加工效果，并優(yōu)化切削參數(shù)及通電加熱參數(shù)。
　　以淬火模具鋼Cr12(常溫硬度59HRC)和304不銹鋼(常溫硬度55HRA)作為切削試驗材料，運用單因素試驗法進行通電加熱輔助車削和傳統(tǒng)干車削的對比試驗。試驗中，詳細記錄各個參數(shù)下刀

4、具的磨損狀況;試驗后，用提升小波變換處理采集到的振動信號。通過對比，發(fā)現(xiàn)通電加熱輔助車削淬火模具鋼Cr12比傳統(tǒng)干車削振動幅值降低了2～10倍、刀具壽命提高了6倍;通電加熱輔助車削304不銹鋼比傳統(tǒng)干車削振動幅值降低了2～8倍、刀具壽命提高了9倍;加工過程都比較平穩(wěn)，刀具壽命都得到了提高。從而證明了這種方法是切實有效的。
　　另外還提出了通電加熱車削發(fā)展的新思路，即電火花和車削的復(fù)合加工方法。這種方法是指在交流電源、電極和工件形成