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铜阳极板铣削刀具磨损原因分析及刀具耐用度的确定

作　者: 邓昭帅
导　师: 孙东明
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 阳极铜 切削刀具 DEFORM-3D 磨损机理
分类号: TG54
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
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内容摘要


随着铜的需求量的不断增长,铜的生产量也逐年递增,以往采用的对铜阳极板进行手工整形的方式已不能满足生产的需要,因此,我国很多企业引进了大量的铜阳极板整形机组。在整形机组中铜阳极板吊耳铣削加工是其中重要的一个环节,而实际中现在对吊耳铣削刀具的磨损形式、磨损机理及刀具耐用度的研究还较少,因此,有必要对其进行研究,以便能为降低刀具磨损,提高刀具耐用度提供一定的参考依据。本文基于高速切削加工机理和高速切削刀具的磨损特征,结合铜阳极板吊耳铣削的特点,根据刚塑性、热力耦合有限元数值模拟的基础理论,建立了刀具与工件的切削加工模型,导入到DEFORM-3D软件中,进行模拟仿真,得出了切削力的大小和变化规律、切削温度的变化和分布规律、刀具应力的分布规律以及这些因素与刀具磨损之间的相互影响关系,并预测了刀具磨损的渐变过程。由于实际生产中有些因素在软件中不能实现,因此为了进一步确定刀具的磨损形式和磨损机理,本文又进行了阳极铜吊耳铣削刀具磨损实验。实验表明,在端铣时铣削刀具的磨损形式和磨损机理与周铣时具有不同的特点,模拟的结果在分析刀具磨损时具有较高的可靠性,并且,通过实验还确定了刀具的磨钝标准和刀具耐用度,为生产实际中换刀的时间提供了一定的参考依据。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 本文研究的背景  11-14
    1.1.1 阳极铜整形的概念  11-12
    1.1.2 阳极铜吊耳铣削加工的意义  12-13
    1.1.3 阳极铜吊耳铣削加工的特点  13-14
    1.1.4 阳极铜吊耳铣削刀具磨损及耐用度的现状  14
  1.2 高速切削刀具磨损机理的国内外研究现状  14-17
    1.2.1 国外高速切削刀具磨损机理的研究现状  14-16
    1.2.2 国内高速切削刀具磨损机理的研究现状  16-17
  1.3 本文的研究内容  17-19
第二章 高速切削刀具的磨损特征  19-33
  2.1 高速切削刀具磨损失效分析的目的和意义  19-20
  2.2 高速切削刀具的磨损形态  20-24
    2.2.1 前刀面磨损  21
    2.2.2 后刀面磨损  21-22
    2.2.3 前刀面和后刀面同时磨损或边界磨损  22-23
    2.2.4 刀具的非正常磨损  23-24
  2.3 切削刀具的磨损机理  24-29
    2.3.1 硬质点磨损  24-25
    2.3.2 粘接磨损  25-27
    2.3.3 扩散磨损  27-28
    2.3.4 氧化磨损  28-29
  2.4 刀具的磨损过程  29-31
    2.4.1 初期磨损阶段  30
    2.4.2 正常磨损阶段  30-31
    2.4.3 急剧磨损阶段  31
  2.5 本章小结  31-33
第三章 高速切削刀具磨损的有限元模拟仿真  33-55
  3.1 有限元模拟仿真的优势  33-34
  3.2 DEFORM-3D软件简介  34-35
  3.3 金属切削加工过程仿真的有限元建模理论  35-39
    3.3.1 刚塑性有限元基本方程  35-37
    3.3.2 变分原理  37-39
  3.4 铣削加工有限元模型的建立  39-46
    3.4.1 铣削加工模型的展开  39-40
    3.4.2 工件材料模型  40-42
    3.4.3 切屑分离准则的选取  42
    3.4.4 刀-屑间的摩擦  42-43
    3.4.5 刀具磨损模型  43-44
    3.4.6 边界条件的设置  44-45
    3.4.7 其它条件的设置  45-46
  3.5 刀具磨损的模拟与分析  46-54
    3.5.1 切削力与刀具磨损  46-48
    3.5.2 切削温度与刀具磨损  48-50
    3.5.3 刀具应力分布与刀具磨损  50-52
    3.5.4 刀具磨损的有限元预测  52-54
  3.6 本章小结  54-55
第四章 阳极铜吊耳铣削刀具磨损实验  55-63
  4.1 实验目的  55
  4.2 实验设备  55
  4.3 实验方案  55
  4.4 实验结果与分析  55-62
    4.4.1 刀具磨损形式  55-58
    4.4.2 刀具磨损机理分析  58-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章 刀具磨钝标准及耐用度的确定  63-69
  5.1 刀具磨钝标准确定的方法  63-64
  5.2 刀具磨钝标准的确定  64-66
  5.3 刀具耐用度的确定  66-68
  5.4 阳极铜吊耳铣削后的效果  68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 结论与展望  69-71
  6.1 结论  69-70
  6.2 今后的工作与展望  70-71
致谢  71-73
参考文献  73-77
附录 攻读硕士学位期间发表学术论文情况  77

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 铣削加工及铣床
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