大型筒节零件高效切削及刀具技术研究

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1、国内图书分类号：TG501T学博士学位论文大型筒节零件高效切削及刀具技术研究博士研究生：导师：寸y⋯：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：何耿煌刘献礼工学博士机械制造及其自动化机械动力工程学院2013年6月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TG5011111111[11111IIIIIllIIlY2413047DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringResearchonboththeHigh--Efficienc

2、yCutingofLargeCandidate：Supervisor：ShellandtheToolTechnologyHeGenghuangLiuXianliAcademicDegreeAppliedfor：Doctor&EngineeringSpecialty：MechanicalManufactureandAutomationDateofOralExamination：June，2013University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理

3、工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《大型筒节零件高效切削及刀具技术研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完由本人承担。作者签名：坼胀瞧日期：嬲年6月27日哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《大型筒节零件高效切削及刀具技术研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期问在导

4、师指导下完成的博士学位论文。本论文的砚究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电予版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密团。(请在以上相应方框内打4)作者签名：何触日期：2013万月留日导师签名：纠删慨2013年石月27目摘要大型筒节零件高效切削及

5、刀具技术研究摘要大型筒节毛坯为自由锻造而成，其直径最大可达7m以上，最大高度达6．4rn，单件重达200多吨。大型筒节毛坯锻件表面加工条件非常恶劣，其荒加工过程中材料去除量高达50％，切削深度％更是达到30ram，其材料采用高温高强度钢2．25Cr—lMo一0．25V，切削过程中不同切削参数会产生刚度极高且形念各异的大型切屑，切屑的折断需要很大的机械载荷。因此，切屑的每次折断均会给刀片造成机械冲击。切削过程中由工件表面的锻造缺陷和大型切屑折断瞬间所引起的冲击载荷以及工件表面的金属硬化物等均会引起硬

6、质合金车刀发生冲击破损(冲击断裂和疲劳断裂)以及高温力学性能失稳现象的发生。针对大型锯齿形切屑生成特点，通过应用有限元仿真及切削实验研究相结合的方法，深入分析重型切削特点及大型切屑形式与卷曲过程，借助扫描电镜观察，揭示大型切屑形成机理；通过应用有限元仿真分析大型切屑卷曲过程，明确其折断位置范围，建立大型切屑折断载荷力学模型，定量描述其折断载荷大小及分析影响模型精确度的相关因素，并通过切削实验验证模型的准确性及司+靠性。针对重型切削过程中硬质合金车刀易产生冲击断裂的问题，应用机械冲击理论从冲击载荷角

7、度分析重型硬质合金车刀冲击断裂产生的原因，并确立其产生冲击断裂的临界条件；采用数值描述结合有限元仿真的方法，分析研究重型硬质合金车刀冲击‘断裂产生机理及破损形式，并通过冲击实验揭示硬质合金抗冲击强度的尺度特性。针对重型硬质合金车刀发生疲劳失效现象。通过疲劳实验，提出动态载荷下硬质合金疲劳断裂产生机制；通过断续切削实验，研究分析导致硬质合金车刀疲劳行为产生的本质原因，提出预防硬质合金车刀过早出现疲劳的措施。针对重型切削过程中由高温引起的硬质合金车刀力学性能失稳问题。对重型车削过程中的切削热产牛与影响

8、进行研究。通过有限元仿真分析，揭示重型切削过程切削热产生机制；采用温升实验方法，对硬质合金硬度与温变的关系进行分析，研究硬质合金车刀硬度的温变规律；通过热冲击和热膨胀实验，研究热冲击对硬质合金车刀力学性能的影响，并明确重型切削最高温度范围。哈尔理1：大学工学博士学位论文提出一种基于图像处理技术的大型筒节毛坯锻件荒加工过程车刀切削行程计算和冲击寿命评价方法，并明确该方法的限定条件；综合分析筒节荒加工过程特点，提出实现大型筒节高效加工的技术措施。本文采用硬质合金车刀，以重型筒节材料高温