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高速铣削蠕墨铸铁的切屑形成及表面质量研究

汇报人：

2024-01-18

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2023WORKSUMMARY

目录

CATALOGUE

引言

蠕墨铸铁材料特性及高速铣削加工技术

切屑形成机理与形态特征研究

表面质量评价方法及指标体系建立

实验设计与结果分析

结论与展望

PART

01

引言

高速铣削技术

01

随着制造业的快速发展，高速铣削技术因其高效率、高精度和高表面质量等优点，在机械加工领域得到广泛应用。

蠕墨铸铁材料

02

蠕墨铸铁是一种具有优良力学性能、耐磨性和减振性的工程材料，广泛应用于汽车、机床、轨道交通等领域。

切屑形成与表面质量

03

切屑形成是高速铣削过程中的重要现象，直接影响加工效率和刀具寿命。同时，表面质量是衡量加工质量的重要指标，对产品的使用性能和寿命具有重要影响。

切屑形成研究

国内外学者对高速铣削过程中的切屑形成机理、切屑形态和切屑控制等方面进行了深入研究，为优化切削参数和提高加工效率提供了理论支持。

表面质量研究

表面质量的研究主要集中在表面粗糙度、残余应力和加工硬化等方面。国内外学者通过实验研究、数值模拟和理论分析等方法，揭示了高速铣削参数对表面质量的影响规律。

发展趋势

随着高速铣削技术和蠕墨铸铁材料的不断发展，未来研究将更加注重切削机理的深入探索、切削参数的优化以及新型刀具材料的研发等方面。

研究内容

本研究旨在揭示高速铣削蠕墨铸铁过程中切屑的形成机理和表面质量的变化规律。具体内容包括：分析切削参数对切屑形态和切屑控制的影响；研究切削参数对表面粗糙度、残余应力和加工硬化的影响规律；探讨刀具磨损对切屑形成和表面质量的影响。

要点一

要点二

研究方法

本研究采用实验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法进行研究。首先，通过高速铣削实验获取切削参数对切屑形态和表面质量的影响数据；然后，利用数值模拟技术对实验数据进行建模和分析，揭示切削参数对切屑形成和表面质量的影响规律；最后，结合理论分析，提出优化切削参数和提高加工质量的措施和建议。

PART

02

蠕墨铸铁材料特性及高速铣削加工技术

蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状，分布均匀，有助于提高材料的强度和韧性。

石墨形态与分布

基体组织

力学性能

基体组织主要由珠光体和铁素体组成，对材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性有重要影响。

蠕墨铸铁具有较高的强度、硬度和韧性，能够承受较大的载荷和冲击。

03

02

01

通过提高铣刀转速和进给速度，实现高效率、高精度的切削加工。

高速铣削原理

采用高性能的铣床、主轴、刀具和控制系统，确保加工过程的稳定性和可靠性。

高速铣削设备

选用合适的切削液以降低切削温度、减少刀具磨损和提高加工表面质量。

切削液选择与使用

切削速度的提高有助于增加切削效率，但过高的切削速度可能导致刀具磨损加剧和切削温度升高。

切削速度

刀具角度的选择对切削力、切削温度和切屑形态有重要影响，需根据具体加工要求进行优化选择。

刀具角度

进给量的增加可以提高加工效率，但过大的进给量可能导致切削力增大、刀具破损和加工表面质量下降。

进给量

切削深度的增加有助于提高加工效率，但过大的切削深度可能导致切削力增大、刀具磨损加剧和加工表面质量下降。

切削深度

PART

03

切屑形成机理与形态特征研究

剪切滑移

切削过程中，刀具前刀面对工件产生挤压力，使切削层金属发生剪切滑移，进而形成切屑。

带状切屑

挤裂切屑

单元切屑

崩碎切屑

切屑连续不断，呈带状缠绕在工件或刀具上，表面较光滑。

切屑呈颗粒状，大小均匀，形状规则。

切屑呈锯齿状，外缘有裂纹，内表面光滑。

切屑呈不规则块状或粒状，大小差异较大。

刀具前角

前角增大时，切削力减小，切屑形态趋向于带状；前角减小时，切削力增大，切屑形态趋向于挤裂和崩碎。

切削速度

随着切削速度的提高，切屑形态由带状向挤裂、单元和崩碎转变。

进给量

进给量增大时，切削厚度增加，切屑形态趋向于崩碎。

切削深度

切削深度增大时，切削力增加，切屑形态趋向于带状和挤裂。

PART

04

表面质量评价方法及指标体系建立

利用触针在工件表面滑过，通过测量触针在表面轮廓峰谷间的垂直位移来评定表面粗糙度。该方法具有测量精度高、稳定性好的优点。

触针法

通过光切显微镜观测工件表面轮廓峰谷间的光带变化来评定表面粗糙度。该方法适用于测量较光滑的表面，具有非接触、高效率的特点。

光切法

利用光的干涉原理，通过测量工件表面反射光与参考光之间的光程差来评定表面粗糙度。该方法测量精度高，但受环境因素影响较大。

干涉法

布氏硬度测试

采用一定直径的硬质合金球在规定载荷下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕直径并计算硬度值。该方法适用于较软的金属材料，如铝合金、铜合金等。

洛氏硬度测试

采用金刚石圆锥或硬质合金球在规定载荷下压入试样表面，测量