试验设计分析结课论文

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1、试验设计与分析结课论文学院：机械电气工程学院专业班级：11级机制（2）班姓名：***学号：指导教师：2014年4月30日金属陶瓷刀具切削性能的研究摘要:本文研究了纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具和超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削正火态45#钢的切削性能，尝试用Minitab软件对正交试验的数据进行分析。结果表明，这两种刀具的最佳切削条件均为Vc=200m／min，ap=0．3mm，f=0．1mm/r。最后分析了它们切削45#钢的磨损机理。关键词:金属陶瓷刀具正交试验法方差分析Minitab磨损机理正文：TiC基金属陶瓷因具有较高的硬度、

2、优良的耐磨性及抗月牙洼能力而应用于刀具材料，在日本现已广泛应用于金属材料的切削加工中翻，但它的韧性和导热性较差，有待进一步提高。近年来，通过在金属陶瓷基体中加入少量纳米粒子和晶粒细化来提高其性能已成为金属陶瓷刀具材料发展的主要方向翻，它有效地改善了刀具材料的切削性能。本研究工作在这个基础上开展，一方面在微米级TiC粉末中加入纳米TiN粒子，得到致密的金属陶瓷刀具材料，另一方面采用亚微米级TI(C，N)颗粒制成超细晶的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具材料，对比二者的切削性能，找出最佳的刀具材料，为新型刀具能更好的应用进一步打下基础。切削试验在CA614

3、0机床上进行切削试验，切削材料选用AISI1045钢，硬度为HB190刀具的安装角度为ao=12°~16°、ro=一5°、kr=45°。切削时，改变切削速度vc、进给量f和切削深度ap，进行三水平三因素试验，如表2，以后刀面磨损量(vB)达到0．3mm作为刀片寿命的标准。金属陶瓷刀具切削性能试验的正交实验因素水平表水平A（切削速度Vc）m/minB（切削深度ap）mmC（进给量）Mm/r12000.30.123000.50.234000.70.3刀具I切削性能正交试验结果刀具II切削性能正交试验结果刀具I田口设计:一般线性模型:C4与A,B,C由

4、图可知，主效应图易知A1B1C1为最优解刀具II（同理）田口设计一般线性模型:C4与A,B,C由图可知，主效应图易知A1B1C1为最优解上表对试验中的三个因素做出了方差分析，结果可以清晰地确定刀具切削中各因素的影响大小及是否具有统计学意义。对于刀具I，从工作表I中可以看出：A、B、C的显著值(sig)都大于0．1，所以将显著性水平放宽到a=0．25，查表得(2，2)=3，Fc的值为4．702>3，在此水平下因素C的影响是显著的，其它两因素的F值分别为1．829和0．785，都小于3，对实验指标的影响不显著，且此三因素的影响次序依次为C>A>B。对

5、于刀具Ⅱ，从工作表II中可以看出：A和C的显著值(sig)为0．023和0．021(P<0．05)，A、C因素有显著影响，B的显著值为0．053(0．05<0．053<0．1)，所以B因素有一定的影响。综上，刀具Ⅱ的三因素的影响。结论(1)纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具都具有优良的切削性能，可在较高的切削速度下进行碳钢的切削，主要的失效形式为磨损。(2)利用Minitab对正交试验的结果进行分析得到：两刀具的最佳实验参数均为vc=200m／min，ap=O．3m/min，f=O．1mm／r，即均是在切削参数

6、较小时寿命最长；在切削条件为vc=300m／min，ap=0．7mm，f=0．1mm／r时，刀具的切削效率最高。(3)通过Minitab的分析可得出：对这两种刀具来说进给量的改变对其寿命影响最大，其次是切削速度，影响最小的是切削深度。(4)通过对金属陶瓷刀具的磨损机理的分析我们得知：两种刀具都存在硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损，其中扩散磨损和氧化磨损是主要的磨损形式。