300M鋼環(huán)形刀立銑工件溫度場建模與加工表面質(zhì)量研究.pdf

1、300M超高強(qiáng)度鋼是一種在飛機(jī)起落架生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用的難加工材料。飛機(jī)起落架作為主要的受力構(gòu)件，其加工質(zhì)量好壞將對零件的服役性能有重要影響。由于環(huán)形刀可提高加工效率、避免干涉，在起落架外筒的半精加工和精加工工序中得到了大量應(yīng)用。在300M鋼的加工過程中，這種難加工材料具有較低的導(dǎo)熱率，可加工性能非常差，生產(chǎn)中會引起較大的切削力和溫度，不可避免地會導(dǎo)致工件表面質(zhì)量的惡化，有必要對其環(huán)形刀銑削工件溫度場及加工表面質(zhì)量展開研究。
　　

2、分析了環(huán)形刀幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并對刀具參數(shù)進(jìn)行表征，由切削力系數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)獲得三向切削力系數(shù)，通過數(shù)據(jù)擬合得到同未變形切屑厚度之間的關(guān)系，建立了環(huán)形刀立銑加工切削力模型。切削力預(yù)測值經(jīng)過同實(shí)驗(yàn)值對比，證明了切削力預(yù)測值的準(zhǔn)確性，符合溫度場建模求解要求。
　　在分析工件材料物理特性的基礎(chǔ)上，采用瞬時(shí)有限大面熱源疊加的方法建立了環(huán)形刀溫度場模型，該模型考慮了剪切區(qū)域鏡像熱源的作用對溫度場的影響，并在空間上將刀具軸向離散為微小的切削微元，時(shí)間上

3、將切削歷程離散為微小的時(shí)間間隔，通過積分求解得到工件端溫度。搭建了環(huán)形刀銑削加工測溫實(shí)驗(yàn)平臺，驗(yàn)證了溫度場解析模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并分析了工件溫度隨主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量及工件表層深度的變化規(guī)律。
　　通過加工表面質(zhì)量實(shí)驗(yàn)研究了不同切削參數(shù)條件下粗糙度、殘余應(yīng)力、顯微硬度和硬化層深度的變化規(guī)律?？紤]力、熱耦合作用，初步分析了由切削力導(dǎo)致的塑性變形和熱導(dǎo)致的熱應(yīng)力作用對300M鋼加工表面質(zhì)量的影響。
　　本文建立的溫度場模型可