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关于温度测量论文范文写作 大型零件切削温度测量技术相关论文写作资料

主题:温度测量论文写作 时间:2024-02-26

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摘 要:随着国家经济的快速发展,对大型零件的需求日益剧增,重载切削占据着越来越重要的地位.大型零件加工时产生的切削温度不仅直接影响刀具的磨损及使用寿命,而且影响工件的加工表面质量和精确度,因此探讨大型零件切削温度测量技术,尤其铣削温度的测量是研究重载切削过程的重要方面.为了探讨大型零件铣削过程温度测量技术,首先对大型零件材料温度特性及影响进行分析;进而对常用的切削温度测量方法及应用进行阐述;最后通过对各种测温方法的对 析并结合大型零件材料特性提出了适合于大型零件铣削温度的测量技术一夹丝半人工热电偶法,并通过铣削试验对切削温度进行采集,获得了可靠的热电势信号,为重载切削及刀具技术研究提供技术基础,

关键词:铣削温度;测量技术;热电偶;大型零件

DOI: 10.15938/j.jhust.2015.02.003

中图分类号:TG501

文献标志码:A

文章编号:1007-2683(2015)02-0012-07

0 引 言

国家“十二五”规划提出重点发展重型装备、工程机械等装备制造业,形成一批竞争力较强的重大装备制造业基地,实现大型零件的全部国产化是提升国家装备水平的重要保障.和普通零件相比,大型零件的特点是零件的尺寸和重量都很大(最大可达几百吨),其切削加工过程材料去除量和切削力都较大,切削温度较高.在刀具的切削作用下,切削层金属发生塑性变形和弹性变形;工件和后刀而、切屑和前刀面的摩擦是大型零件加工过程中切削热的两个主要来源,随着大型零件加工过程切削热的增多,切削温度升高,切削区域温度可达1000℃以上高温易使刀具发生粘结失效、产生残余应力和加T变质层、降低工件的表面质量、影响积屑瘤的消长等,这些都是切削过程中不利的一面.日前对大型零件切削温度分布和测量技术的研究比较少,因此有必要对大型零件切削温度进行探析,为重载切削及刀具技术研究提供技术支持.

存切削温度试验研究方面,M.Armendia采用具有高带宽特性的微热成像系统研究了Ti6A14V钛合金和AISI4140钢断续铣削时刀具上温度的分布情况;针对难加工材料,南京航空航天大学的王珉等应用数学方法——有限差分法对铣削时产生的非稳定三维温度场进行了计算,并采用金相结构法对铣削所用高速钢刀具进行温度测量;西北工业大学的张明贤等采用红外热像仪对铝合金进行了铣削温度测量,研究了铝合金高速铣削温度变化规律,

以上学者只是在试验的基础上对切削温度进行研究,为了准确的掌握切削温度分布,目前在理论研究上,国内外学者主要在Jaeger的移动热源基础上来研究切削温度.S.C.Kapoor把铣削力作为唯一输入,并假设剪切面是一个强度均匀分布、相对刀屑移动的空问无限长面热源,针对平前刀面刀片,通过对以上建立的数学模型简化、整理、计算出了刀具前刀而的平均温度;东北大学的张东通过有限元法对所建立的铣削温度数学模型进行了理论分析;重庆大学的刘飞建立和求解了带圆弧型卷屑槽刀具在千式切削过程中切屑动态传热模型,得到该槽型刀具刀—屑摩擦热分配比,为切屑、刀具动态温度场的求解打下基础;哈尔滨理工大学的谭光宇、王玉斌等利用Jaeger的动热源方法并结合已有的平前刀面铣刀片刀一屑摩擦温度数学模型,建立了波形刃铣刀片前刀面摩擦温度数学模型.

在切削温度测量技术和理论分析方面,尽管目前国内外许多学者进行了大量研究,但绝大多数针对普通切削,也仅限于对钛合金TC4和TC11、铝合金LF5和6063T6及高温合金GH4169等材料铣削温度分布特点的研究,切削温度分布特点作为试验研究和理论分析的基础还不够完善,尤其在重载铣削SA508Ⅲ钢、2.25Cr-lMo-0.25V钢等大型零件材料的温度方面.因此对大型零件切削温度的研究还需要做大量的工作.

本文以加氢反应器筒节和核岛蒸发器水室封头为典型零件分析大型零件材料温度特性及其影响,通过对各种切削温度测量方法的优缺点和适用范围进行对 析,并结合大型零件材料温度特性及其加工过程的各种影响,对大型零件切削温度测量技术进行研究时采用夹丝半人工热电偶法可达到预期效果,为大型零件切削温度测量的研究提供参考.

1 大型零件材料温度特性及影响分析

1.1 石油、化工领域大型零件材料温度特性及其影响

加氢反应器(如图1所示)是石油炼制、煤化工、有机化工生产中的核心装备,大型加氢反应器重达数百吨乃至上千吨,是由几段筒节经加工后拼焊而成.以加氢反应器的筒节为典型零件,介绍其材料特性,加氢反应器在高温、高压、临氢条件下操作,尺寸大、质量重、壁厚,材料采用耐热、抗托强度又特别高的2.25Cr-IMo-0.25V特种钢,这种钢被广泛应用于炼油化T行业的临氢设备上

2.25Cr-1Mo-0.25V钢是一种低合金贝氏体耐热钢,具有较高的强度,较好的塑性,较强的耐高温性,硬度和塑性是影响材料切削加工性的物理力学性能,强度、韧性越高,切削力越大,切削温度越高,同时,塑性越大,越难加工;调质处理后,材料具有热韧性、红硬性,导致切削过程中的切削力较大,切削区域产生的切削热较多;另外此种材料的导热性差,被加工材料的导热系数越小,由切屑带走和工件传出的热量越少,越不利于降低温度,重载条件下切削SA508Ⅲ钢等难加丁材料时,产生的切削温度高达1000℃,工件材料中合金元素在较高的温度下金相组织发生变化,渗碳体、珠光体等含量增加,进一步提高了工件材料表面强度和硬度,这将加速刀片表层涂层的磨损,使暴露的刀片基体材料和切屑直接接触,产生粘结破损,另外,高温使刀具表层变得脆弱,加剧了刀具失效.

1.2 核电领域大型零件材料特性分析

水室封头(如图2所示)是APIOOO核岛核电站中蒸汽发生器的重要零件,是典型的难加工核电大型异形件.

结论:关于温度测量方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关手机实时温度计论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

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