一、汽车零部件加工用立方氮化硼工具的应用与研究(论文文献综述)
薛明明[1](2021)在《涂层PCBN刀具切削淬硬钢磨损研究》文中认为淬硬钢广泛应用于轴承、汽车、模具行业,但其硬度和强度高,切削加工性较差,属于典型的难加工材料。PCBN刀具有较高的硬度和耐磨性,良好的热稳定性和化学稳定性等综合性能,已成为淬硬钢材料切削的常选刀具材料。然而,加工过程中的高热载荷和机械载荷会导致PCBN刀具寿命降低,涂层PCBN刀具在加工淬硬钢方面可有效解决寿命低的问题。对涂层PCBN刀具切削淬硬钢的磨损进行深入研究具有重要的理论意义和工程实践价值。本文主要工作如下:(1)优选适合加工淬硬钢的涂层PCBN刀具及其合理的切削速度范围。采用涂层PCBN刀具(BNC2010、BNC2020)和非涂层PCBN刀具(BN2000)进行切削试验,结果表明:BNC2010刀具寿命相比于未涂层的BN2000刀具提升约30%,而BNC2020刀具与未涂层的BN2000相比刀具寿命差别不大,因此BNC2010可做为切削淬硬钢的首选刀具材料。采用BNC2010刀具在不同切削速度下对切削力、表面粗糙度、切削效率的影响进行综合研究,优选出切削速度范围为103-125m/min。(2)借助高清光学显微镜对刀具磨损过程进行研究。结果表明:BNC2010刀具月牙洼磨损速率明显低于BNC2020刀具,BNC2010刀具的磨损值明显小于未涂层BN2000刀具;切削速度超过125m/min时,三种刀具月牙洼边界均出现贝壳状的刀具材料剥落,但BNC2010刀具出现剥落出现的时间较晚;在低速下后刀面磨损值近似成比例增加,但在高速下后刀面磨损到一定程度后磨损速率有加快的趋势;BNC2010刀具后刀面磨损值在切削一定时间后明显低于另外两种刀具。(3)借助SEM扫描电镜和能谱分析仪对刀具微观磨损形貌和磨损机理研究。结果表明:三种刀具均发生了硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损;BNC2010刀具粘结磨损和氧化磨损相对较轻;BNC2020刀具粘结磨损和氧化磨损相对严重,高速下硬质点磨损加剧;随着切削速度的增大,粘结磨损和氧化磨损的程度加重,在超过125m/min时尤其明显。(4)利用DEFORM-3D软件对刀具进行切削温度有限元仿真研究。仿真结果表明:涂层PCBN刀具的切削温度低于未涂层的PCBN刀具,而带有Ti Al N涂层的PCBN刀具切削温度低于带有Ti CN涂层的PCBN刀具,表明涂层可以有效降低PCBN刀具的切削温度,减缓刀具磨损。
魏伟[2](2021)在《铁基粉末冶金零件孔隙特性与车削刀具研究》文中研究说明粉末冶金是近净成型工艺,其特点之一是可少、无切削,但是目前技术条件下,通过粉末冶金工艺制得的零件还无法达到直接使用的目的,因此还需进行少量的机械加工,然而其切削加工一直是企业里生产加工的难题,实际加工过程中刀具出现的问题层出不穷。铁基粉末冶金零件在切削加工过程中往往造成刀具快速磨损的问题,给企业里生产加工带来较大影响。为了深入分析加工过程中刀具快速发生磨损的主要原因,以及为铁基粉末冶金零件的切削加工选出合适的刀)具,解决加工中因刀具快速磨损导致换刀)不及时造成的资源浪费和经济损失,对铁基粉末冶金零件的材料特性和切削加工性能进行分析与研究。首先,从铁基粉末冶金零件的制造工艺入手,分析其在切削过程中造成刀具快速磨损的原因。发现粉末颗粒在压制成型过程中,零件坯块形成了不均匀分布的孔隙结构,这些孔隙结构经过烧结完成后依然存在,使得刀具在切削加工时受到持续的间断性载荷冲击,而且空气是热的不良导体,孔隙内部的空气使得切削系统的热量较难散出,从而造成刀具出现一系列快速磨损的现象。其次,理论分析后得知,铁基粉末冶金零件较难加工的主要原因是孔隙结构的存在,故对铁基粉末冶金零件内部的孔隙特性进行分析。推导出孔隙结构存在条件下,切削过程中刀尖圆弧与孔隙圆弧碰撞下切削模型的建立;通过有限元分析与实验相结合,分析得出铁基粉末冶金零件的加工性能不同于传统冶金零件的加工,因其内部孔隙结构造成切削过程刀具受到频繁冲击、切削系统热量不易散出等现象,对刀具伤害较大;根据铁基粉末冶金内部孔隙特性选取不同材料切削刀具,经过仿真和实验分析最终选出用于加工铁基粉末冶金零件(同步器锥环)的理想刀具材料和切削参数。最后,对所选刀具进行可靠性实验和分析,确保其加工铁基粉末冶金零件的可靠性;对切削加工后刀具的磨损形式进行分析,并根据刀具磨损机理建立定量刀具磨损模型,预测刀具随切削时间的磨损规律;根据企业实际生产加工情况,对换刀操作进行合理规划,对企业里的生产加工具有一定指导作用。基于理论分析后,发现造成其较难加工的主要原因是内部孔隙结构的存在,研究了铁基粉末冶金零件内部孔隙特性及其切削加工过程中给刀具带来的影响,通过理论分析、仿真计算和实验三者相结合,分析了孔隙结构对切削加工的影响以及对铁基粉末冶金零件切削刀具的优选。
胡伟楠[3](2020)在《钛合金TC4高速切削加工性试验研究》文中研究说明钛合金与淬火钢、高强度和超高强度钢、不锈钢、高温合金及复合材料都属于难加工材料。钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点,因此在航空、航天、发电设备、核能、船舶、化工、医疗器械等领域中得到了越来越广泛的应用。以钛合金TC4作为钛合金高速切削加工性的研究对象,从刀-屑接触长短、导热性差、化学亲和力大、弹性模量小、钛屑易燃、冷硬现象严重等难切削原因,在刀具材料、刀具几何参数、切削用量、冷却润滑、工件装夹等切削加工措施的选择进行学习和研究具有实际工程意义。本课题以钛合金TC4力学性能试样的普通车床车削加工工艺改进为出发点,通过设计数控加工工艺和刀具的选择做出数控车削加工方案,利用UG NX10.0软件建模和软件中的CAM加工模块进行刀具轨迹的3D仿真设计,对刀轨进行后置处理生成数控机床可识别的数控程序,在数控机床上进行试切加工验证,意在提升生产效率和产品加工质量,降低生产成本和人工劳动强度;通过单因素的切削试验,研究钛合金TC4的切削加工性,对工艺过程中加工量较大的粗车阶段主要使用的RPMW1003M0-NT圆刀片PVD涂层硬质合金刀具和2NU-VBGW160408 35°尖刀CBN立方氮化硼刀具切削加工钛合金TC4时的切削参数进行试验研究,通过对不同切削参数切削产生的切屑形貌及工件表面加工质量进行观测、对比和分析了两种刀具的钛合金TC4的切削加工性能,为车削加工钛合金TC4及数控加工工艺的改进提供切削参数的技术参考和经验支持。
赵灼铮[4](2020)在《基于飞秒激光的聚晶立方氮化硼刀具制备》文中提出在汽车的动力系统与传动系统的核心零部件处存在着大量的摩擦副,这些摩擦副不仅会降低汽车的燃油经济性,还会缩短汽车的使用寿命。现代摩擦学认为在物体的表面加工一些特殊的微结构可以有效的减少物体间的摩擦损失,其中超硬刀具是决定摩擦副表面微结构加工精度的关键因素。新型无粘结剂聚晶立方氮化硼比普通聚晶立方氮化硼具有更高的硬度和热稳定性,在铁基材料的汽车零部件加工中具有非常好的应用前景。因此,本文以新型聚晶立方氮化硼材料为基础,利用飞秒激光微加工系统来制备聚晶立方氮化硼超硬刀具。本文首先研究了飞秒激光去除聚晶立方氮化硼材料的深层机理,在理论上分析了飞秒激光去除材料的具体过程。通过飞秒激光单脉冲实验,推导出了烧蚀阈值的理论模型,计算出了聚晶立方氮化硼单脉冲烧蚀阈值。通过飞秒激光直线微槽实验,探究了飞秒激光的入射功率、扫描速度与直线微槽的深度、宽度之间的影响规律,并且对直线微槽的形貌以及形成机理进行了理论分析。通过飞秒激光刀具刃口实验对刀具刃口的表面质量进行理论分析,通过检测刀具的表面粗糙度和刃口锋利程度,分析了不同参数条件下飞秒激光对刀具粗糙度,刃口锋利度的影响规律。基于飞秒激光的去除机理,设计了聚晶立方氮化硼刀具的加工方案,解决了飞秒激光的干涉现象,确定了飞秒激光的加工方向、入射方向,以及前后刀面的加工顺序。最后制备了聚晶立方氮化硼圆弧刃刀具,并对刀具的质量进行了相关检测,结果显示刀具刃口的钝圆半径为0.67μm,刀具表面的平均粗糙度为Ra 217nm,符合设计要求。
王阳[5](2019)在《铁基粉末冶金机械零件车削刀具性能研究》文中提出铁基粉末冶金零件在切削加工过程中存在刀具磨损严重的问题,为了给加工铁基粉末冶金零件选择合适的刀具,传统的试验方法费时费力,并且有很大的局限性。针对此问题,本文研究了铁基粉末冶金零件性能以及所用车削刀具的具体情况,运用仿真分析和实验相结合的方法对加工铁基粉末冶金零件所用刀具的性能进行了详细的分析与研究,具体内容为以下几个部分:第一部分:对铁基粉末冶金材料进行了详细的分析,并且查阅相关文献,选取几种常用的加工铁基粉末冶金零件的刀具,并对这些刀具进行详细的分析,结合本实验所加工的铁基粉末冶金零件同步器锥环的具体情况,并根据刀具的相关理论分析,为同步器锥环提供合理的刀具。第二部分:根据提供的刀具进行仿真实验。为了节省人力物力,本文采用DEFORM-3D软件对铁基粉末冶金零件的车削加工进行仿真实验。实验分为两个阶段,第一阶段是在相同的切削参数下对不同材料的刀具进行仿真加工,选出其中磨损最小的刀具作为优选刀具;第二阶段为所选刀具通过再次仿真实验选出一组合理的切削参数,运用正交实验法把一定范围内的切削参数进行组合,通过再次仿真实验,同样选出其中磨损最小的刀具,其对应的切削参数就是所要选择的参数。第三部分:对仿真的结果进行实验验证,测得仿真结果与实验结果基本吻合,可以把仿真结果作为实际生产中的参考。第四部分:对所选刀具的寿命进行评价分析,对企业的加工生产有一定的指导意义。对刀具的寿命评价首先要进行磨钝标准的制定,引入寿命的评价标准即刀具的可靠度,通过多次实验进行统计计算,得出不同可靠度下刀具的寿命情况,以及不同可靠度下刀具进行刃磨的情况。企业可以根据上述刀具的可靠度分析,选择加工中合适的刀具可靠度,这样能够节约企业的成本,提高企业的效率。本文通过DEFORM-3D对铁基粉末冶金零件车削过程中进行仿真分析,为加工铁基粉末冶金零件选出合理的刀具和切削参数;通过实验对仿真结果进行验证以及对刀具的可靠度进行评价,对企业在刀具的选择以及刀具可靠性的制定有一定的指导意义和很大的参考价值。
李剑[6](2018)在《高性能聚晶立方氮化硼刀具的制备及其切削性能研究》文中研究说明聚晶立方氮化硼(PcBN)具有高硬度、良好的导热性和优异的化学稳定性常被用作切削刀具材料,适合加工各种淬硬刚、耐磨铸铁和高温合金,但其脆性大、难烧结和使用寿命短等缺点限制了PcBN的应用发展。本文通过原位反应技术和放电等离子体烧结新工艺降低PcBN的烧结难度,同时,在烧结过程中原位生成碳化硅(SiC)晶须提高PcBN的韧性,从而实现高效低成本制备高性能的PcBN块体材料;并结合离子注入工艺改善PcBN刀片表面特性,进一步提升PcBN刀具的使用寿命。主要的研究成果如下:(1)利用溶胶-凝胶工艺将SiO2包裹到cBN粉体表面,然后与碳粉混合,在cBN粉体表面进行碳热还原反应,原位合成SiC晶须。对原料的配方进行了详细的研究,也详细研究了温度、保温时间等因素对生成SiC晶须的影响规律。对于含设计的20 wt%SiC配方,在1500℃保温2 h可以在cBN粉体表面生成大量的SiC晶须。以该复合粉体为原料,选择Al粉、B粉、C粉为烧结助剂,采用高温高压烧结技术在5GPa压力、1450℃保温10min的条件下制备出致密的PcBN复合材料。经测试该PcBN复合材料的硬度为42.7±1.9 GPa,其也有较高的强度和韧性,其抗弯强度和断裂韧性分别达到406±21 MPa和6.52±0.21MPa·m1/2。高温烧结时Al粉、B粉与C粉之间发生原位反应,在界面处生成Al3BC3有效的促进立方氮化硼的致密化过程,SiC晶须是提升PcBN韧性的主要因素。(2)以表面包裹有SiC晶须的cBN粉体为原料,以Al粉、B粉和C粉为烧结助剂,采用放电等离子体烧结(SPS)技术,在1650℃保温10 min和40MPa压力的条件下成功制备出致密的PcBN材料,所制备样品的相对致密度可以达到95%以上,烧结助剂Al在低温下形成的液相、原位反应和SPS的粒子活化等因素的共同作用提高了cBN的烧结动力,加速物质传输,从而促进了cBN的烧结。(3)采用N离子注入和铝离子注入相结合的复合处理工艺对高温高压合成的PcBN刀片进行表面处理,对比不同注入剂量下PcBN刀片样品的使用寿命,结果表明,当N离子和Al离子注入剂量为9.0×1017ions/cm2时可将PcBN刀具的使用寿命提高1.3倍。其主要机理是离子注入一方面在刀片表面形成压力;另一方面,可显着改良刀片的表面光洁度和硬度,从而提高PcBN刀片的使用寿命。(4)以QT800-2球墨铸铁件为切削对象,研究所制成的PcBN刀片的切削性能,并结合最终失效后的刃口处的磨损形貌分析其磨损机理。通过对比研究发现本文中所制备的PcBN刀片切削球墨铸铁件工程中,主要磨损是机械磨损。在相同的切削条件下,离子注入处理的刀具的切削力始终小于高温高压合成工艺制备的刀具。切削三向力都随着切削速度的增大整体上呈现先减小后有增大的趋势,在切削速度为300m/min时三种刀具三向力均达到最小值。离子注入处理的PcBN刀片所得工件表面粗糙度最好,粗糙度范围在0.2-3.2之间,随着切削时间的增加,工件的粗糙度曲线波动情况愈发剧烈,这说明在加工过程中,刀具后刀面的磨损情况导致了加工表面粗糙度的加大。
孙瑶[7](2018)在《微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究》文中研究说明随着航空航天、国防工业、生物工程技术及现代医学的发展,对特征尺寸在微米级到毫米级、采用多种材料、且具有一定形状精度和表面质量要求的精密三维微小零件的需求日益迫切。微小零件的生产主要依赖于微机械加工技术,而微机械加工中所涉及到微刀具、微磨具和微细工具电极的尺寸一般都在1mm以下,且尺寸越小制备难度越大。因此微刀具、微磨具和微细工具电极的成功制备是微机械加工技术实现微小零件及微槽、微孔等微结构加工的至关重要因素。低速走丝电火花线切割机床的多次切割和锥度切割技术使其能够实现上下异型和具有复杂直纹曲面的零部件的高精度和高质量加工,但其并不能实现具有非完全贯穿曲面或局部具有微回转结构的零部件加工。为充分利用低速走丝电火花线切割机床的优点并拓宽其应用范围,本文通过搭建回转机构,首次采用低速走丝电火花线切割机床成功地制备出微刀具、微磨具和微细工具电极,解决了微机械加工中微工具制备的难题。为充分了解低速走丝电火花回转加工的工艺方法和加工机理,本文通过有限元仿真、几何建模和实验手段对其加工的基础问题和实际应用进行探索性研究,主要体现在以下几个方面:(1)探讨低速走丝电火花回转加工的材料去除机理,分析其加工表面的创成原理,推导加工表面的残留高度和残留面积公式。从几何学角度,建立了低速走丝电火花回转加工表面粗糙度的理论模型,根据实际加工条件对理论模型进行修正和实验验证。(2)通过对低速走丝电火花回转加工的单脉冲放电有限元温度场仿真分析可得出主要加工参数对放电凹坑尺寸的影响规律。然后采用MATLAB软件进行不同加工参数和不同工序下的低速走丝电火花回转加工的表面形貌仿真,并进行实验验证。(3)研究低速走丝电火花回转加工表面完整性,得出加工参数对表面质量和亚表面损伤的影响规律。对比分析低速走丝电火花线切割机床加工得到的钛合金TC4平面工件与回转工件的表面形貌、放电凹坑、废屑反粘、表面氧化和合金化、硬度、白层厚度、微孔和裂纹分布等,探索表面特性变化与回转运动引入之间的关系。(4)采用低速走丝电火花回转加工方法制备出圆柱微细磨棒基体,得出不同工序下的蚀除深度和直径预测的经验公式。通过与电镀工艺相结合,成功制备出直径均值为107.42μm,长度为1300μm和直径的平均绝对值偏差为0.637μm的金刚石圆柱微磨棒。同时,采用低速走丝电火花回转加工方法可以制备出直径约为150μm,长度为1450μm,螺距长度为496.393μm,螺纹角度为39.29°的形状复杂的微细螺旋电极,更重要的是,其可以灵活地控制微细螺旋电极的节距长度,螺纹个数和螺纹角度。此外,充分利用低速走丝电火花回转加工中的锥度切割技术可高效地制备出尖端直径为2.79μm,长度为326.64μm的微细锥面电极。(5)基于MATLAB软件对低速走丝电火花回转加工的微铣刀进行仿真,从而实现微铣刀的可视化预测并为实际加工中参数的选择提供理论依据。采用低速走丝电火花回转加工方法成功地制备出多种硬质合金微细螺旋铣刀包括直径为112μm的微细单刃螺旋铣刀,直径为175μm且长度为1300μm的三刃微细螺旋铣刀,变螺旋角三刃微细螺旋铣刀以及六刃螺旋铣刀。同时还制备出各种异型微铣刀包括锥度微铣刀,波纹微铣刀,球头和椭球头微铣刀,解决了实际加工中微铣刀的制备难题。采用制备的硬质合金微铣刀进行DD5单晶镍基高温合金微槽铣和侧铣加工实验,从加工表面质量,毛刺,铣削力和刀具磨损等方面进行分析以评价低速走丝电火花回转加工制备的微铣刀的铣削性能。采用本文提出的低速走丝电火花回转加工方法成功制备出多种螺旋微铣刀和异型微铣刀,以及尺寸精度高的圆柱微磨棒和结构复杂的微细螺旋工具电极,拓宽了电火花线切割加工技术的应用范围,并为微机械加工中所用的微工具的制备提供了新的方法和途径。
邹文俊[8](2016)在《中国超硬材料与制品的发展与思考》文中认为以金刚石为代表的超硬材料凭借其他材料无可比拟的高硬度、高导热性等性能,在世界范围内得到迅速发展。文章通过对超硬材料与制品的国内外发展状况的研究,发现世界超硬材料产业总体发展趋势是向大单晶、纳米微粉、化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜发展;制品向超高速、超高精度、超长寿命的加工工具发展。中国应该重点发展高品级大单晶及复合超硬材料、功能性元器件,新型磨削工具、刀具、锯切与钻进工具等高性能超硬材料制品,新型原辅材料,新型专用设备仪器,以及相关新材料及高端装备等。
林峰[9](2016)在《超硬材料的研究进展》文中提出1发展超硬材料产业的背景需求及战略意义超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚石(Diamond)是目前已知的世界上最硬的物质,含天然金刚石和人造金刚石两种。天然金刚石原生矿主要分布在南非、扎伊尔等国,印度和我国有少量砂矿,人造金刚石是利用石墨为原料、镍钴等触媒金属为催化剂,在大约5GPa和1700K的高温高压条件下由石墨转化生成的。金刚石有硬度高、耐磨、热稳定性好等特性。立方氮化硼(缩写为c BN)在自然界是不存在,是人造的,在人工合成金刚石成功之后,科学家发挥联想,采用类似于合成金刚石的原
王成勇,周玉海,余新伟[10](2013)在《高速加工中超硬材料刀具性能及进展》文中研究指明对高速加工用超硬材料金刚石刀具、聚晶立方氮化硼刀具的性能,类型和国内外制造和研究现状进行综合评述。详细阐述三种高速加工用金刚石刀具性质和应用特性,国内外制造企业现状,以及聚晶立方氮化硼刀具特性及应用。并以各向同性人工合成石墨高速加工中金刚石刀具应用、发动机缸体缸盖高速铣削PCBN刀具应用、航空用钛合金高速车削PCBN刀具应用为例说明超硬材料刀具在高速加工中的优势,为制造企业选用高速加工超硬材料刀具提供指导和支持。
二、汽车零部件加工用立方氮化硼工具的应用与研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、汽车零部件加工用立方氮化硼工具的应用与研究(论文提纲范文)
(1)涂层PCBN刀具切削淬硬钢磨损研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 本课题研究背景 |
1.2 硬态干式切削技术 |
1.2.1 硬态干式切削概念及特点 |
1.2.2 硬态干式切削技术刀具选择 |
1.2.3 硬态干式切削技术的应用 |
1.3 涂层PCBN刀具研究 |
1.3.1 涂层PCBN刀具发展 |
1.3.2 涂层PCBN刀具磨损研究 |
1.4 本课题的主要研究内容 |
2 试验条件与试验方案设计 |
2.1 试验条件 |
2.1.1 工件材料的选择 |
2.1.2 刀具的选择 |
2.1.3 试验机床及仪器 |
2.2 试验方案设计 |
2.2.1 试验方法 |
2.2.2 切削用量的确定 |
2.2.3 试验步骤 |
3 涂层PCBN刀具寿命及切削速度优选 |
3.1 刀具寿命 |
3.1.1 刀具寿命试验结果 |
3.1.2 切削速度对刀具寿命的影响 |
3.2 涂层PCBN刀具切削速度优选 |
3.2.1 切削速度对切削力的影响 |
3.2.2 切削速度对表面粗糙度的影响 |
3.2.3 切削效率与刀具寿命的关系 |
3.2.4 切削速度的优选 |
3.3 本章小结 |
4 涂层PCBN刀具磨损过程研究 |
4.1 前刀面磨损过程对比分析 |
4.1.1 低速下前刀面磨损过程分析 |
4.1.2 高速下前刀面磨损过程分析 |
4.2 后刀面磨损过程分析 |
4.3 本章小结 |
5 涂层PCBN刀具磨损机理 |
5.1 刀具微观磨损形貌分析 |
5.1.1 前刀面微观磨损形貌分析 |
5.1.2 后刀面微观磨损形貌分析 |
5.1.3 切削刃磨损 |
5.1.4 刀具材料剥落 |
5.2 刀具磨损机理分析 |
5.2.1 硬质点磨损分析 |
5.2.2 粘结磨损分析 |
5.2.3 氧化磨损分析 |
5.2.4 扩散磨损分析 |
5.3 本章小结 |
6 刀具切削温度有限元仿真分析 |
6.1 切削热和切削温度理论分析 |
6.1.1 切削热的产生与传出 |
6.1.2 切削温度理论分析 |
6.2 金属切削有限元理论及模型建立 |
6.2.1 金属切削的有限元理论 |
6.2.2 DEFORM-3D软件介绍 |
6.2.3 基于DEFORM-3D的有限模型建立 |
6.3 仿真结果与分析 |
6.3.1 刀具和工件温度场分析 |
6.3.2 刀具切削温度模拟结果对比分析 |
6.3.3 工件切削温度模拟结果分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)铁基粉末冶金零件孔隙特性与车削刀具研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 铁基粉末冶金零件的研究现状 |
1.2.1 粉末冶金工艺的发展 |
1.2.2 铁基粉末冶金零件材料特性研究 |
1.3 铁基粉末冶金零件的切削加工研究 |
1.3.1 铁基粉末冶金零件切削特性 |
1.3.2 铁基粉末冶金零件切削加工研究进展 |
1.4 技术路线与研究内容 |
1.4.1 技术路线 |
1.4.2 章节安排 |
2 铁基粉末冶金零件与车削刀具相关理论 |
2.1 孔隙特性与切削模型的建立 |
2.1.1 孔隙特性分析 |
2.1.2 孔隙碰撞下切削模型的建立 |
2.1.3 刀具温度模型 |
2.2 铁基粉末冶金零件和切削刀具 |
2.2.1 铁基粉末冶金零件 |
2.2.2 切削铁基粉末冶金所用刀具的种类 |
2.2.3 刀具切削参数的选用 |
2.3 Deform有限元分析软件的选择 |
2.4 本章小结 |
3 铁基粉末冶金零件车削仿真分析 |
3.1 铁基粉末冶金零件切削仿真的相关理论 |
3.1.1 铁基粉末冶金零件材料属性设定 |
3.1.2 Usui磨损模型选择与设定 |
3.1.3 仿真中网格划分设定 |
3.1.4 铁基粉末冶金零件切削过程的摩擦模型及其设定 |
3.1.5 铁基粉末冶金零件切削过程的温度设定 |
3.1.6 DEFORM车削分析处理步骤 |
3.2 铁基粉末冶金有限元模型 |
3.2.1 材料模型的建立 |
3.2.2 切削模型的建立 |
3.3 孔隙模型车削有限元仿真研究 |
3.3.1 孔隙的存在对车削影响仿真 |
3.3.2 车入孔隙方式对车削的影响 |
3.3.3 材料内部孔隙不均匀分布对车削的影响 |
3.4 不同刀具材料的有限元仿真研究 |
3.4.1 仿真方案 |
3.4.2 仿真流程与数据记录 |
3.5 不同车削参数的有限元仿真研究 |
3.5.1 仿真方案 |
3.5.2 仿真流程与数据记录 |
3.6 本章小结 |
4 铁基粉末冶金零件车削实验验证 |
4.1 实验条件 |
4.1.1 工件材料 |
4.1.2 加工机床 |
4.1.3 车削刀具 |
4.1.4 车削方式 |
4.1.5 测量设备 |
4.2 零件材料对比实验 |
4.2.1 实验方案 |
4.2.2 实验数据及分析 |
4.3 刀具材料对比实验 |
4.3.1 实验方案 |
4.3.2 实验数据及分析 |
4.4 本章小结 |
5 刀具可靠性验证及技术应用 |
5.1 刀具可靠性实验及分析 |
5.1.1 实验方案及数据记录 |
5.1.2 可靠性统计分析 |
5.2 刀具磨损机理 |
5.2.1 刀具磨损机理 |
5.2.2 磨损模型 |
5.3 技术应用 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
致谢 |
(3)钛合金TC4高速切削加工性试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 高速切削理论的发展概述 |
1.3 钛合金切削技术的研究概况 |
1.4 高速切削刀具材料的运用 |
1.5 CAD/CAM技术的发展应用 |
1.6 本课题研究内容的特点及创新之处 |
1.7 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 |
1.8 研究的目的和意义 |
第二章 高速加工力学性能试样试验方案设计 |
2.1 普通车床加工工艺概况 |
2.1.1 主要刀具及切削参数 |
2.1.2 普通车床加工工艺概述 |
2.2 高速加工钛合金TC4 力学性能试样的工艺方案设计 |
2.2.1 外径数控车削方案 |
2.2.2 刀具的选择及工艺目的 |
2.3 本章小结 |
第三章 高速切削加工数控程序编制及试验验证 |
3.1 UG软件简介 |
3.2 CAM简介 |
3.3 基于UG NX10.0的3D建模 |
3.4 CAM加工模块的应用 |
3.4.0 进入加工模块 |
3.4.1 建立坐标系 |
3.4.2 几何体的设定 |
3.4.3 创建刀具 |
3.4.4 创建工序 |
3.4.5 后置处理 |
3.4.6 NC程序的生成 |
3.4.7 NC程序的切削试验 |
3.5 本章小结 |
第四章 钛合金高速切削工艺参数的试验研究 |
4.1 试验目的 |
4.2 试验材料的制备 |
4.3 钛合金高速切削参数及切屑形状单因素切削试验研究 |
4.3.1 试验目的 |
4.3.2 试验环境及设备 |
4.3.3 刀具及试验工艺方案 |
4.3.4 试验切削参数及结果分析 |
4.3.5 切削热的产生情况 |
4.3.6 刀具磨损情况 |
4.3.7 切屑形状分析 |
4.3.8 工件表面质量分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(4)基于飞秒激光的聚晶立方氮化硼刀具制备(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 激光加工技术的国内外研究进展 |
1.3 超硬刀具的激光加工现状 |
1.4 论文的主要研究内容 |
第2章 飞秒激光加工技术及材料去除理论分析 |
2.1 飞秒激光加工技术的优势 |
2.2 飞秒激光及其应用 |
2.2.1 飞秒激光直写技术 |
2.2.2 飞秒激光干涉加工技术 |
2.2.3 飞秒激光双光子聚合加工技术 |
2.3 飞秒激光的材料去除机理 |
2.3.1 多光子吸收 |
2.3.2 隧穿电离与多光子电离 |
2.3.3 雪崩电离 |
2.3.4 库伦爆炸 |
2.3.5 电子加热 |
2.4 飞秒激光去除材料时常见的物理现象 |
2.5 本章小结 |
第3章 飞秒激光的聚晶立方氮化硼烧蚀阈值实验 |
3.1 飞秒激光加工系统 |
3.1.1 飞秒激光加工系统的工作原理 |
3.1.2 激光发射器与激光传送单元 |
3.1.3 定位平台与控制系统 |
3.1.4 辅助设备 |
3.2 针对聚晶立方氮化硼烧蚀阈值的研究 |
3.2.1 烧蚀阈值及其计算方法 |
3.2.2 单脉冲烧蚀阈值实验的结果与分析 |
3.3 飞秒激光微孔实验的形貌及其机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于飞秒激光聚晶立方氮化硼的成型加工实验 |
4.1 飞秒激光的聚晶立方氮化硼直线微槽实验 |
4.1.1 直线微槽实验的理论分析 |
4.1.2 飞秒激光直线微槽实验的形貌及其机理分析 |
4.1.3 飞秒激光的入射功率对直线微槽尺寸的影响 |
4.1.4 飞秒激光的扫描速度对直线微槽尺寸的影响 |
4.2 聚晶立方氮化硼刀具刃口形成实验 |
4.2.1 飞秒激光的入射功率与扫描速度对刃口形貌影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 飞秒激光的聚晶立方氮化硼刀具制备技术 |
5.1 超硬刀具的分类 |
5.2 基于AFM测量刀具刃口钝圆半径的原理 |
5.3 基于AFM测量的误差分析 |
5.4 基于飞秒激光的聚晶立方氮化硼刀具的制备 |
5.4.1 飞秒激光对刀具刃口锋利度的影响及机理分析 |
5.4.2 飞秒激光对刀具粗糙度的影响及机理分析 |
5.5 聚晶立方氮化硼刀具的加工方案 |
5.6 聚晶立方氮化硼刀具的检测与分析 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)铁基粉末冶金机械零件车削刀具性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 本选题的研究背景 |
1.2 铁基粉末冶金特性及其切削加工研究现状 |
1.2.1 铁基粉末冶金材料的发展和应用 |
1.2.2 铁基粉末冶金机械零件的切削加工现状 |
1.3 铁基粉末冶金机械零件在车削加工中存在的问题 |
1.4 本课题主要的内容 |
2 铁基粉末冶金零件车削刀具相关基础理论 |
2.1 切削铁基粉末冶金工件用刀具材料的选择 |
2.1.1 铁基粉末冶金机械零件同步器锥环概述 |
2.1.2 铁基粉末冶金的切削加工特点 |
2.1.3 切削铁基粉末冶金所用刀具的种类 |
2.1.4 铁基粉末冶金零件刀具材料的选择 |
2.2 刀具切削参数的选用 |
2.2.1 刀具切削参数的选用依据 |
2.3 刀具可靠性分析 |
2.3.1 刀具可靠度的基本概念 |
2.3.2 刀具的特征寿命 |
2.3.3 失效分布类型 |
2.4 本章小结 |
3 铁基粉末冶金零件车削仿真研究 |
3.1 有限元切削仿真研究现状 |
3.2 切削仿真的相关理论 |
3.2.1 切削加工的材料属性设置相关理论 |
3.2.2 切削加工的刀具磨损模型相关理论 |
3.2.3 仿真中网格重画的相关理论 |
3.2.4 仿真中摩擦模型的相关理论 |
3.2.5 仿真中用到的相关假设 |
3.2.6 切削加工过程中温度 |
3.2.7 有限元仿真理论概述 |
3.3 有限元模型 |
3.3.1 刀具和工件几何模型的建立 |
3.3.2 材料模型 |
3.4 不同刀具材料的有限元仿真研究 |
3.4.1 不同材料下的刀具磨损累积分析 |
3.4.2 不同材料下的刀具温度分析 |
3.4.3 不同材料下刀具各轴受力分析 |
3.4.4 小结 |
3.5 不同切削参数的有限元仿真研究 |
3.5.1 切削仿真过程中正交实验方案设计 |
3.5.2 刀具磨损累积分析 |
3.5.3 刀具温度分析 |
3.5.4 刀具各轴受力分析 |
3.5.5 小结 |
3.6 本章小结 |
4 铁基粉末冶金零件车削实验验证 |
4.1 实验条件 |
4.1.1 工件材料 |
4.1.2 加工机床 |
4.1.3 切削刀具及切削参数 |
4.1.4 切削方式 |
4.1.5 测试设备 |
4.2 实验方法 |
4.3 切削用量的选择 |
4.4 实验结果和仿真结果对比分析 |
4.5 加工过程中刀具存在的问题及预防措施 |
4.5.1 硬质合金刀具在加工的过程中常出现的问题 |
4.5.2 硬质合金刀具破损的原因 |
4.5.3 硬质合金刀具破损的预防措施 |
4.6 本章小结 |
5 铁基粉末冶金零件车削刀具可靠性分析 |
5.1 硬质合金刀具磨钝标准的制定 |
5.1.1 刀具磨钝标准 |
5.1.2 硬质合金刀具车削同步器锥环磨钝标准的制定 |
5.2 硬质合金刀具的可靠性研究 |
5.2.1 刀具可靠性的计算方法 |
5.2.2 切削条件与试验数据 |
5.2.3 硬质合金刀具可靠性计算 |
5.3 硬质合金刀具寿命规划 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 对论文整体过程的总结 |
6.2 全文展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(6)高性能聚晶立方氮化硼刀具的制备及其切削性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
第一节 研究背景 |
第二节 刀具材料的概况 |
一 刀具材料应具备的性能 |
二 主要刀具材料及其特点 |
三 聚晶立方氮化硼的研究概况 |
第三节 本课题的研究思路、内容及创新点 |
一 研究思路 |
二 研究内容 |
三 创新点 |
第二章 高温高压烧结制备高性能PcBN的工艺及性能研究 |
第一节 实验原料 |
第二节 实验设备 |
第三节 材料的表征手段 |
第四节 实验过程 |
一 SiC晶须包裹cBN复合粉体制备工艺 |
二 SiC晶须包裹cBN复合粉体的性能表征 |
三 高温高压烧结PcBN的工艺 |
四 烧结PcBN样品的性能分析 |
五 本章小结 |
第三章 放电等离子制备聚晶立方氮化硼的工艺研究 |
第一节 前言 |
一 SPS的烧结机理 |
二 实验方法原理及过程 |
三 实验样品的测试方法 |
四 实验结果的分析及讨论 |
五 本章小结 |
第四章 离子注入对PcBN超硬刀具性能的影响研究 |
第一节 前言 |
一 离子注入的原理 |
第二节 实验过程 |
一 实验样品制备 |
二 实验内容 |
三 实验样品测试方法 |
第三节 实验结果分析与讨论 |
一 PcBN刀片表面改性层的显微硬度 |
二 刀片样品的表面形貌 |
三 表面粗糙度 |
四 刀片的磨损分析 |
五 本章小结 |
第五章 PcBN刀片加工球墨铸铁的切削性能研究 |
第一节 前言 |
二 主要研究内容 |
三 实验方法及设备 |
第二节 实验过程 |
一 刀片的焊接工艺实验 |
二 刀具的刃磨工艺实验 |
三 刀具的刃口钝化工艺实验 |
四 切削力对比实验 |
五 负倒棱参数对比实验 |
第三节 实验结果分析及讨论 |
一 两种焊接方式的磨损带宽度对比 |
二 刀具的刃磨工艺对刀具表面粗糙度的影响 |
三 刀具的钝化工艺对PcBN刀具加工球墨铸铁性能的影响 |
四 切削力对比分析 |
五 负倒棱参数对PcBN切削球磨铸铁件的影响 |
六 PcBN加工球墨铸铁的磨损机理 |
七 加工工件的表面粗糙度 |
八 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
个人简历 |
主要论文 |
主要专利 |
一、一种ZrB2/Cu复合材料的制备方法ZL201410221818.6 |
二、一种结合剂、聚晶立方氮化硼刀具及其制备方法ZL |
参与项目 |
一、基金项目:郑州大学优秀青年教师发展基金(1421320044) |
二、河南省自然科学基金(162300410242) |
致谢 |
(7)微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 微细电火花线切割加工技术国内外应用现状 |
1.2.1 微小复杂零件 |
1.2.2 回转零部件 |
1.2.3 阵列电极及功能表面 |
1.3 微刀具与微磨具制备的国内外研究现状 |
1.4 微细工具电制备的国内外研究现状 |
1.5 课题研究目的及研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 本文主要研究内容的基本结构框架图 |
第2章 低速走丝电火花回转加工表面创成原理及形貌仿真研究 |
2.1 低速走丝电火花回转加工 |
2.1.1 方法的提出 |
2.1.2 材料去除机制 |
2.2 低速走丝电火花回转加工表面创成 |
2.2.1 表面创成原理 |
2.2.2 残留高度和残留面积 |
2.2.3 螺旋槽节距 |
2.3 低速走丝电火花回转加工的单脉冲放电凹坑仿真 |
2.3.1 物理模型 |
2.3.2 热流密度,导热方程和定解条件 |
2.3.3 低速走丝电火花回转加工移动热源模型求解 |
2.3.4 单脉冲放电凹坑仿真结果与实验验证 |
2.4 低速走丝电火花回转加工的表面形貌仿真 |
2.4.1 方法的提出及仿真流程 |
2.4.2 表面形貌仿真结果分析与试验验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 低速走丝电火花回转加工表面完整性研究 |
3.1 低速走丝电火花回转加工表面粗糙度模型与实验研究 |
3.1.1 R_(a1)模型的提出 |
3.1.2 R_(ak)模型的提出 |
3.1.3 R_a模型的建立及实验验证 |
3.1.4 表面粗糙度的实验研究 |
3.2 表面及亚表面损伤分析 |
3.2.1 表面特征分析 |
3.2.2 亚表面损伤分析 |
3.3 表面质量的提高 |
3.3.1 实验设计 |
3.3.2 结果分析与讨论 |
3.4 本章小结 |
第4章 低速走丝电火花加工微磨棒和微螺旋电极的实验研究 |
4.1 微磨棒制备实验研究 |
4.1.1 实验设计 |
4.1.2 进给量的确定 |
4.1.3 微磨棒基体的加工失效问题 |
4.1.4 微磨棒基体实验结果分析 |
4.1.5 微磨棒的制备 |
4.2 微细螺旋电极制备实验研究 |
4.2.1 实验设计 |
4.2.2 实验结果分析 |
4.3 U/V轴在低速走丝电火花回转加工工艺中的应用 |
4.3.1 锥面微细电极的高效制备 |
4.3.2 平面与回转阵列加工 |
4.4 本章小结 |
第5章 低速走丝电火花加工微细铣刀的实验研究 |
5.1 微细螺旋铣刀的结构设计及仿真分析 |
5.1.1 几何结构设计 |
5.1.2 微细螺旋铣刀的仿真模型的建立 |
5.1.3 加工参数对微细螺旋铣刀成型影响的仿真分析 |
5.2 微螺旋铣刀制备的实验研究 |
5.2.1 实验设计 |
5.2.2 单刃和多刃微细螺旋铣刀的实验加工结果 |
5.2.3 微细波纹铣刀的实验加工结果 |
5.3 微细螺旋锥铣刀的制备 |
5.3.1 几何结构的设计及仿真 |
5.3.2 实验加工 |
5.4 微细球头和椭球头铣刀制备的实验研究 |
5.4.1 几何结构的设计及仿真 |
5.4.2 路径仿真 |
5.4.3 微细球头和椭球头铣刀的制备 |
5.5 微铣削实验 |
5.5.1 实验设计 |
5.5.2 微铣削加工结果分析 |
5.6 本章小结 |
6 章结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(8)中国超硬材料与制品的发展与思考(论文提纲范文)
1 国内外发展现状 |
2 国内超硬材料及制品面临的机遇 |
3 中国超硬材料发展的几点思考 |
4 结束语 |
(9)超硬材料的研究进展(论文提纲范文)
1 发展超硬材料产业的背景需求及战略意义 |
2 国外超硬材料产业的发展现状及趋势 |
2.1 国外超硬材料产业的发展现状 |
2.2 国外超硬材料产业的发展趋势 |
2.3 国外超硬材料及制品应用领域的拓展 |
3 国内超硬材料产业的发展现状及趋势 |
3.1 国内超硬材料产业的发展现状 |
3.2 国内超硬材料产业的发展趋势 |
4 国内超硬材料产业存在的主要问题及发展本产业的主要任务 |
5 推动我国超硬材料产业发展的对策和建议 |
5.1 加强基础性研究 |
5.2 推广或完善新技术、新工艺 |
5.3 重点发展几种产品 |
5.4 加强合作,推动技术创新 |
5.5 政府扶持,给与更大的支持力度 |
(10)高速加工中超硬材料刀具性能及进展(论文提纲范文)
1 高速加工概述 |
2 金刚石刀具及其应用 |
2.1 金刚石刀具类型及特性 |
2.2 金刚石刀具制造状况 |
3 聚晶立方氮化硼刀具特性及应用 |
3.1 聚晶立方氮化硼PCBN刀具特点 |
3.2 PCBN刀具应用及参数 |
3.3 PCBN刀具制造现状 |
4 超硬材料刀具在高速加工中应用 |
4.1 各向同性人工合成石墨高速加工中金刚石刀具应用 |
4.2 发动机缸体缸盖高速铣削PCBN刀具应用 |
4.3 航空用钛合金高速车削PCBN刀具应用 |
5 结语 |
四、汽车零部件加工用立方氮化硼工具的应用与研究(论文参考文献)
- [1]涂层PCBN刀具切削淬硬钢磨损研究[D]. 薛明明. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]铁基粉末冶金零件孔隙特性与车削刀具研究[D]. 魏伟. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]钛合金TC4高速切削加工性试验研究[D]. 胡伟楠. 沈阳理工大学, 2020(08)
- [4]基于飞秒激光的聚晶立方氮化硼刀具制备[D]. 赵灼铮. 燕山大学, 2020(01)
- [5]铁基粉末冶金机械零件车削刀具性能研究[D]. 王阳. 西安工业大学, 2019(03)
- [6]高性能聚晶立方氮化硼刀具的制备及其切削性能研究[D]. 李剑. 郑州大学, 2018(03)
- [7]微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究[D]. 孙瑶. 东北大学, 2018(01)
- [8]中国超硬材料与制品的发展与思考[J]. 邹文俊. 超硬材料工程, 2016(02)
- [9]超硬材料的研究进展[J]. 林峰. 新型工业化, 2016(03)
- [10]高速加工中超硬材料刀具性能及进展[J]. 王成勇,周玉海,余新伟. 机电工程技术, 2013(04)