收藏本站
《山东大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究

李月恩  
【摘要】:高速球头铣削技术广泛应用于型腔模具加工领域,模具加工表面质量关系到产品加工质量与模具的使用寿命。高速球头铣削加工表面形成机理的本质概括为:铣削加工中产生周期性不均匀应力场与温度场耦合作用于弹塑性材料表面,材料表面产生弹性回复以及塑性变形,从而影响工件表面几何精度及变质层的物理力学性能过程。 切削参数和刀具位姿等加工参数通过高速球头铣削共同影响加工表面的残余应力、粗糙度以及加工硬化。本文对表面质量的研究综合运用解析、仿真与实验方法,对表面质量预测、优化和控制提出新思路和新方法,依此开发出新算法以适应表面质量预测的需求。 本文从金属切削理论出发,针对球头铣削的特点,应用微分几何理论,建立S形刃铣刀切削刃线方程,通过切削力微元模型对球头铣削切削力进行了仿真,分析了其铣削力变化规律;结合球头铣削加工的刀具位姿及运动轨迹特点,实验研究了球头铣削切削力与刀具位姿、主轴转速等加工参数的关系,进一步揭示了球头铣削加工参数对切削力的影响机理和规律。 依据高速球头铣削加工特点,研究了球头铣削周期性变化的热载荷与机械载荷对加工表面应力场和温度场的影响,分析了加工表面微观形貌的形成机理,研究了加工变质层的形成规律,进一步揭示了球头铣刀高速铣削加工的表面形成机理。 利用无损表面残余应力测试方法,对高速球头铣削加工后的表面残余应力测量,实验发现表面残余应力在走刀路径方向上存在应力“累积效应”;依据H13模具钢高速铣削实验结果,建立了H13模具钢高速加工条件下刀具前倾角和侧偏角与表面残余应力之间的预测模型;通过侧偏角单因素实验给出了一种基于刀-工力简化模型,计算了精加工条件下残余应力极值产生的侧偏角与前倾角组合结果;研究了多轴数控加工条件下的切削参数与残余应力之间的作用机理,揭示了刀具位姿与表面残余应力之间关系,建立了表面残余应力与刀具前倾角的多项式拟合公式,分析了前倾角影响残余应力的规律。 从实验角度综合研究了加工参数对高速球头铣削加工表面质量的影响。通过单因素实验以及多因素实验,揭示了切削参数对表面质量的影响规律,给出了多参数对于加工表面质量的影响显著度顺序,分析了各种因素对加工表面质量的影响机理。 在实验研究及切削参数对表面质量的影响机理研究的基础上,建立了径向切宽、轴向切深、每齿进给量与前倾角、侧偏角对各种表面质量参数之间的多元线性回归预测模型;结合人工神经网络的研究成果,对比和分析了BP神经网络、多元线性回归预测模型应用于表面质量预测的优缺点,借助“插值”理论和方法,建立了基于多元线性回归与BP神经网络的MLBP预测模型。采用此模型,通过插值预处理预测数据,在不降低预测模型精度的基础上,提高了预测模型的泛化能力和鲁棒性。 依据球头铣刀高速铣削加工表面质量形成机理以及表面质量预测方法,编写了一套具有二次开发能力的表面质量预测程序,并对程序进行了软件化。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 韩荣第,王惠滨;SiC_W/A1复合材料的铣削加工[J];机械工艺师;1994年10期
2 ;ZHXZ160C转盘式铣削组合机床[J];机电新产品导报;1994年12期
3 康德纯,王殿龙,Armarego E J A;球头铣刀铣削模式与切削性能的计算机辅助预报[J];中国机械工程;2002年24期
4 王庭俊;;基于插铣法和宏程序的矩形腔铣削[J];煤矿机械;2006年12期
5 肖军民;;MasterCAM空间曲线数控加工技术的灵活应用[J];机床与液压;2010年22期
6 兰宝钧;;铣削马力之计算[J];机械制造;1953年10期
7 刘国肇;高速精密铣削试验简介[J];组合机床与自动化加工技术;1978年03期
8 霍长利;铣削侧定心矩形花键轴的方法[J];制造技术与机床;1985年05期
9 殷怡敏;杜家齐;;波形空间曲面的加工[J];汽车科技;1992年02期
10 Siegfried Keller;以图形对话方式实现车削和铣削的CNC控制[J];现代制造;1998年02期
11 孟庆祥;铣削螺旋角大于45°的螺旋齿槽[J];机械制造;1999年12期
12 杨卫国;淬火态模具钢对铣削加工刀具磨损的影响[J];国外金属热处理;2000年04期
13 吕彦明,陈五一,陈鼎昌;球头刀铣削残留高度精确计算[J];中国机械工程;2003年18期
14 ;铣削技术领域的革命[J];制造技术与机床;2004年03期
15 刘琼;圆弧近似铣削法[J];机械制造;2004年12期
16 赵国伟,钟敬文,孙方宏;TiAIN涂层铣刀铣削CoCrMo合金切削性能的试验研究[J];机械设计与研究;2005年01期
17 余斌高;王琨琦;;线接触铣削平面理论粗糙度分析[J];西安工业大学学报;2007年04期
18 肖军民;;基于加工残留高度的铝合金铣削表面粗糙度模型的建立[J];组合机床与自动化加工技术;2010年03期
19 孙令真;李志玲;;扇形板专用夹具的设计[J];装备制造技术;2010年07期
20 牛传波;;箱型柱隔板加工工艺[J];莱钢科技;2006年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈勇;刘雄伟;;非线性铣削动力学仿真建模优化算法研究[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
2 何正嘉;曹宏瑞;;数控铣削加工刀具故障溯源的内积原理[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
3 陈玉财;王希;廖东庭;刘李兵;吴斐;;铣削-电解新型复合加工可行性研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
4 宋东超;高继军;樊超;;龙门刨床增加铣削功能的改造[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
5 盛精;苑伟政;;基于Marc的金属铣削过程的参数化建模与仿真[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
6 万敏;张卫红;谭刚;;铣削过程中切削力建模与误差预测技术研究进展[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 李文博;于兆勤;郭钟宁;罗红平;;超精密微细车削、铣削多功能机床设计[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
8 顾琳;赵万生;张志华;康小明;;喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 顾琳;赵万生;张志华;康小明;;喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 王文合;冯德华;李连胜;;2800mm四辊轧机牌坊的一种铣削方法[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨红英;高进给铣削:效率提高三倍[N];中国工业报;2009年
2 于留春;加工钎具的新型机床铣削刀盘获国家专利[N];世界金属导报;2002年
3 本报记者 潘青山;矢志技能天地宽[N];中国汽车报;2005年
4 本报记者 程慧;印度富豪晋升全球头号“钢铁大王”[N];国际金融报;2005年
5 迟志冰 编译;伊拉克沦为全球头号腐败大国[N];国际金融报;2004年
6 ;立足本职勤学苦练 技术革新技高一筹[N];中国电子报;2006年
7 乔国栋 赵红梅;本田难诉  汽车维权障碍更难除[N];中国经济时报;2004年
8 古风;昔日“吃不饱” 今朝“吃不了”[N];经理日报;2003年
9 本报记者 乔国栋 王克勤;本田又推太极手?[N];中国经济时报;2002年
10 陈楫宝;全球头号私人药企的中国棋子[N];国际商报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李月恩;模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2011年
2 皇攀凌;面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D];山东大学;2011年
3 丁烨;铣削动力学—稳定性分析方法与应用[D];上海交通大学;2011年
4 梁鑫光;基于变时滞特性的球头刀五轴精铣削稳定性研究[D];上海交通大学;2013年
5 蒋永翔;复杂制造系统加工稳定性在线监测及寻优控制关键技术研究[D];天津大学;2010年
6 雷小宝;预烧结氧化锆义齿高速铣削加工关键技术与装备研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 丁辉;二维振动辅助微细铣削机理及其实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 胡海军;超声振动微铣削系统的建立及铣削力和残余应力的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 江浩;铣削加工振动主动控制[D];上海交通大学;2009年
10 张智海;铣削工艺系统瞬态力学模型和非线性动力学特性的研究[D];清华大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘李兵;基于硬铣削的多信号监测试验研究[D];南昌航空大学;2012年
2 朱银波;陶瓷材料脉冲激光铣削成形实验及模拟研究[D];江苏大学;2010年
3 黄朝晖;铸铁铣削机理及在箱体高效加工中的应用研究[D];上海交通大学;2010年
4 唐艳玲;等温淬火球墨铸铁铣削性能研究[D];苏州大学;2010年
5 陈魁;微铣削机床的研制及微铣削实验研究[D];东北大学;2008年
6 朱帅;微细铣削加工颤振系统动力学分析及铣削过程仿真[D];吉林大学;2011年
7 刘建峰;基于模拟退火遗传算法的微细铣削加工参数优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 李江威;铣削系统动力学建模及稳定性分析[D];华中科技大学;2012年
9 支新涛;高体分SiCp/Al复合材料超声高速铣削试验研究[D];河南理工大学;2011年
10 孙明杰;多种钛合金铣削加工工艺研究[D];燕山大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978