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多硬度拼接淬硬钢模具的铣削特性研究
| 论文题名： | 多硬度拼接淬硬钢模具的铣削特性研究 |
| 关键词： | 汽车覆盖件;数值模拟;参数优化;铣削特性;汽车模具 |
| 摘要： | 大型汽车覆盖件淬硬钢模具的高速铣削加工技术直接反映了汽车模具制造水平，已成为世界各国汽车模具制造业重点研究和发展的关键技术之一。绝大多数大型汽车覆盖件模具都是由多种硬度的材料拼接而成，相邻两种硬度的材料拼接成过渡区造成了铣刀在一个周期内铣削两种不同硬度的材料，该过程铣削特性复杂多变，加剧刀具磨损，严重制约了加工表面质量和生产效率的提高，国内对于多硬度拼接淬硬模具钢的过渡区铣削特性和加工参数优化的研究近乎空白。因此，研究多硬度拼接淬硬钢的铣削特性，具有十分重要的理论意义和应用价值。 本文主要内容分为为过渡区的铣削特性研究和过渡区铣削参数优化两部分。铣削特性的研究中，通过铣削由7CrSiMnMoV、Cr12MoV与7CrSiMnMoV拼接工件的实验研究，分析了铣削力、切屑形态、铣削振动情况以及过渡区表面形貌。数值模拟方面，对比分析了ANSYS/LS-DYNA、DEFORM-3D和Third Wave Systems的正交切削数值模拟过程，进行了多硬度拼接工件的二维铣削和Cr12MoV的三维铣削数值模拟。在数值模拟和实验研究的基础上，以过渡区附近的工件表面粗糙度最小为优化目标，采用六西格玛管理中试验设计与分析的基本原理进行参数优化。 通过上面各个方面的研究，论文主要得出的结论如下： 1)本实验的测试与分析中，得到了以下一些规律：在过渡区的铣削过程中铣削力峰值值每0.075s增大近10N。在振动测试中，时域分析发现在铣削过程中会出现最大加速约为5m/s2的冲击存在；通过短时傅立叶变换发现在过渡区会出现2500Hz～3000Hz的高频振动。过渡区的表面粗糙度随着进给量的增大而增大；随着主轴转速的增大，先增大后减小；受切削深度影响较小。切屑的锯齿化程度受进给量的影响较大，且随着进给量的增大而增大。 2)对比三种有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA, DEFORM-3D,.Third Wave AdvantEdge进行正切削仿真，发现Third Wave AdvantEdge的力值准确度至少高于另外两种软件的10％，切屑形态与实际结果的符合度更高、计算效率也是它们2～3倍。 3)利用Third Wave AdvantEdge有限元软件分别进行二维多硬度拼接工件，三维铣削力值和切屑形态的数值模拟，都得到了与实验较吻合的结果，说明数值模拟是真实可信的。 4)在铣削参数范围为：进给量400～800mm/min、主轴转速2000～3000r/min、铣削深度0.1～0.3mm，最佳铣削参数为：转速2545r/min，进给量400mm/min，铣削深度对表面粗糙度影响不大。 |
| 作者： | 牟肇宇 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 文东辉;李研彪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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