Volfram-mólýbden álfelgur er efni sem erfitt er að vinna með, með miklum vinnslukostnaði, lítilli vinnsluskilvirkni og mikið slit á verkfærum. Með því að nota ABAQUS endanlegt frumefnisgreiningarhugbúnað var komið á þrívítt mölunarlíkan af wolfram-mólýbdenblendi og mölunarferlið wolfram-mólýbdenblendis var rannsakað fyrir mismunandi skurðarbreytur. Breytingarlögmál skurðarkrafts og skurðarhitastigs er staðfest með mölunarprófinu til að sannreyna skilvirkni hermilíkans. Besta samsetning skurðarbreyta var fengin með hornréttum tilraunum, þ.e. skurðarhraða vc=60m/s, bakvirkni ap=3mm, straumur á tönn fz=0.16mm/z .
formála
1
Volfram og mólýbden eru rík af forða og dreift víða í mínu landi. Volfram og mólýbden tilheyra flokki VIIB frumefni í lotukerfinu og eru dæmigerðir málmar með hábræðslumarki. Þar sem wolfram-mólýbden álfelgur hefur hærra bræðslumark og lægri þéttleika en hreint wolfram, sameinar það kosti wolfram og mólýbden. Tæringar- og eyðingarþol [1], svo það er að verða mikilvægt efni á sviði geimferða, er hægt að nota í eldflaugahreyflastúta og lykilhluta gastúrbína og hefur víðtækari notkunarmöguleika á framtíðariðnaðarsviði.
Til að rannsaka skurðarregluna um wolfram-mólýbden álfelgur hafa fræðimenn framkvæmt mikla rannsóknarvinnu. Þegar Luo Zhengchuan [2] notaði sementað karbíð verkfæri til að skera wolfram-undirstaða málmblöndur, slitnaði verkfærunum mjög hratt og helsta slitformið sem olli bilun á sementuðu karbíðverkfærum var þríhyrningslaga slitsvæðið sem birtist á mótum aðal flank og hjálparkant. Helsta orsök verkfæraslits er vélrænt slit af völdum harðra punkta og útbreiðsla kóbalts sem bindiefnis í sementuðu karbíði flýtir fyrir sliti verkfæra. Við skurð á wolfram-undirstaða málmblöndur, komst Ye Yi [3] að því að fínkornuð eða ofurfínkornuð WC-undirstaða sementkarbíðverkfæri með slitþolinni húðun á yfirborðinu hafa styttri endingartíma. Það er óhagkvæmt að vinna málmblöndur þess. Samsett keramikverkfæri eru ekki hentug til að klippa há wolframblendiefni og endingartími PCD demantarverkfæra er ekki verulega bættur samanborið við WC-undirstaða sementað karbíð. Volfram og álefni þess eru best unnin með PCBN skurðarverkfærum og flokkum með meira CBN innihald (eins og DBC80), þannig að betri efnahagslegur ávinningur er hægt að fá.
ABAQUS endanlegur frumefnisgreiningarhugbúnaður er almennt notaður hugbúnaður til að herma eftir málmskurði. Það hefur öfluga ólínulega greiningaraðgerðir og getur gert varma-vélræna tengingu. Volfram-mólýbden álfelgur er erfitt að véla efni, sem hefur mikinn vinnslukostnað, litla vinnslu skilvirkni og mikið slit á verkfærum. Þess vegna notar þessi grein ABAQUS endanlegt frumefnisgreiningarhugbúnað til að koma á þrívíddar mölunarlíkani af wolfram-mólýbdenblendi. Skurkraftinum og skurðarhitanum sem myndast í ferlinu er breytt og að lokum fæst ákjósanlegur samsetning mölunarbreyta með hornréttu prófinu, sem gefur tilvísun fyrir raunverulegt mölunarferli.
Volfram-mólýbden álfelgur endanlegur frumlíkan
2
2.1 Rúmfræði líkan verkfæra
Eftirlíkingin notar sementað karbíð staðlaða 4-blaðendafræsu og forskriftirnar eru sýndar í töflu 1. Módelið er búið til með því að nota SolidWorks 3D líkanahugbúnað, eins og sýnt er á mynd 1. Þar sem tilgangur þessarar rannsóknar er að greina breytileika skurðarkrafts og skurðarhitastigs undir mismunandi mölunarbreytum, og með hliðsjón af því að aðalskurðbrún verkfærisins er mun minni en vinnustykkið, er gert ráð fyrir að verkfærið sé stífur líkami í ABAQUS endanlegu frumefnisgreiningunni, óháð því. um aflögun verkfæra og slit, eru eðlisfræðilegar breytur verkfærsins sýndar í töflu 2.
Tafla 1 Verkfæri (eining: mm) mynd
mynd
Mynd 1 líkan fræsara
Tafla 2 Eðlisfræðilegar færibreytur verkfæra
mynd
2.2 Stofnandi líkan af wolfram-mólýbden álefni
Eftirlíking vinnustykkisins í þessari grein er wolfram-mólýbden álfelgur og helstu líkamlegar og vélrænar frammistöðubreytur eru sýndar í töflu 3[4].
Tafla 3 Eðlisfræðilegar breytur fyrir wolfram-mólýbden málmblöndur
mynd
Í því ferli að klippa málm, í flestum tilfellum, gangast efni undir teygjanlegt-plast aflögun við háan hita, mikla álag og mikla álagshraða, svo að koma á sanngjörnu efnislíkani er einnig lykilskref fyrir árangursríka uppgerð. Efnislíkanið í þessari grein tekur upp Johnson-Cook stofnlíkanið, sem getur endurspeglað álagsherðandi áhrif, álagsherðandi áhrif og hitamýkingaráhrif efnisins, og form þess er
mynd
Í formúlunni er σ flæðispennan (MPa); ε er plaststofninn; ε0 er viðmiðunarþensluhraði; T er hitastigið (gráða); Tr er stofuhiti (gráða); Tm er bræðslumark efnisins (gráða); A, B, C, m og n eru efnisfæribreytur og eru gildin sýnd í töflu 4[5].
Tafla 4 Johnson-Cook stofnbreytur líkans af wolfram-mólýbdenblendiefnum
mynd
2.3 Snerti- og jaðarskilyrði
Búðu til tengiliðaeiginleika og þar sem tólið er talið stífur líkami við uppgerð þarftu að búa til aðra stífa líkamsþvingun. Búðu til jaðarskilyrði undir fyrstu greiningarskrefinu til að takmarka allar frelsisgráður á hlið vinnustykkisins. Verkfærið þarf að takmarka 4 gráður af frelsi og stilla snúninginn og hreyfinguna um Z-ásinn, þar sem snúningshraði er snúningshraði og hreyfihraði er fóðurhraði. Búðu til fyrirfram skilgreint hitastig og skilgreindu hitastig vinnustykkisins sem 298K.
2.4 Möskvaskipting
Gæði möskvaskiptingar hafa mikil áhrif á niðurstöður endanlegra þátta eftirlíkinga. Þess vegna, þegar líkanið er tengt, ætti að velja viðeigandi tegund möskvaeininga fyrst og íhuga nákvæmni og kostnað ítarlega til að stjórna möskvaþéttleikanum með sanngjörnum hætti. Því þéttara sem ristið er, því meiri nákvæmni er uppgerðin, en það mun auka reiknikostnaðinn. Lágmarksstærð verkfærarista og vinnustykkisnets er 0,02 mm og er verkfærinu og vinnustykkinu skipt í einsleitar rist. Verkfærabyggingin er flókin, þar sem tetrahedral ósjálfstætt burðarnet er notað, gerðin er C3D10MT og verkfæranetið er 74400 einingar. Vinnustykkið samþykkir sexhyrnt uppbyggt rist, vinnustykkisnetið er 26250 einingar og vinnustykkisgrindurinn er C3D8RT. Verkfærið og vinnustykkið eftir möskva eru sýnd á mynd 2 og mynd 3 í sömu röð.
mynd
Mynd 2 Verkfæranet
mynd
Mynd 3 Vinnustykki
2.5 Líkanlausn
ABAQUS/Explicit er notað fyrir líkanútreikninga og tegund greiningarþreps er kraftmikið skýrt varma-vélrænt tengigreiningarþrep. Eftir að útreikningnum er lokið er hægt að skoða og greina niðurstöðurnar í gegnum ABAQUS eftirvinnslueininguna. Niðurstöður mölunarhermis eru sýndar á mynd 4.
mynd
Mynd 4 Niðurstöður mölunarhermis
Hermt hornrétt próf
3
3.1 Tilraunahönnun
Þessi tilraun rannsakar aðallega áhrif skurðarhraða vc, baktengingar ap og matar á tönn fz á skurðarkraft og skurðarhitastig í ferlinu við að mala wolfram-mólýbden málmblöndu, þannig að sett er upp hornrétt borð með þremur þáttum og fjórum stigum (sjá Tafla 5), það er að segja að taka vc, ap og fz sem sjálfstæðar breytur. Láttu skurðarbreiddina ae=1mm, lágmarksskurðarkraftinn F og lágmarksskurðarhitann T sem svörun [6]. Samkvæmt valreglu hornréttu prófunartöflunnar er L16 hornrétt tafla tekin upp og prófunarfyrirkomulag og niðurstöður eru sýndar í töflu 6.
Tafla 5 Rétthyrndir þættir og stig
mynd
Tafla 6 Niðurstöður úr hornréttum prófum
mynd
3.2 Greining á niðurstöðum endanlegra þátta eftirlíkinga
Range R aðferðin er notuð til að greina niðurstöður hornrétta prófsins og vísar bilið til mismunsins á hámarksgildi og lágmarksgildi sem samsvarar hverri stigstuðul. Sviðsgreiningaraðferðin, nefnd R-aðferðin, er algengasta aðferðin til að greina niðurstöður hornréttra tilrauna. Þessi aðferð inniheldur tvær útreiknings- og matseiningar og getur fundið út aðal- og aukastig, ákjósanlegt stig og ákjósanlega samsetningu þátta í prófinu [7]. Meginreglan í R-aðferðinni er að bera saman gildissviðið í hverjum dálki með því að reikna út bilið. Því stærra svið, því meiri áhrif þáttarins á niðurstöðuna, sem er aðalþátturinn, og greina síðan niðurstöðuna með leiðandi greiningaraðferðinni. Með því að taka lágmarksskurðkraftinn F sem vísitölu, sjá töflu 7 fyrir greiningu á niðurstöðum prófsins. Í töflunni eru K1, K2, K3 og K4 summan af prófniðurstöðum á hverju stigi hvers áhrifaþáttar og k1, k2, k3 og k4 eru samsvarandi meðalgildi. gildi.
Tafla 7 Greining á vísitölu F prófniðurstöðum (Eining: N) Mynd
From Table 7, it can be concluded that the amount of back cutting and feed per tooth have a great influence on the cutting force, and the primary and secondary influences are B>C>A, þannig að ákjósanlegasta kerfi vísitölu F er B1C2A2, það er, skurðarhraði vc er 60m/s, magn fóðurs á hverja tönn fz er 0,16 mm/z og magn afturskurðar ap er 2mm. Með því að taka lágmarkshitastig T sem vísitölu er greining á prófunarniðurstöðum sýnd í töflu 8.
Tafla 8 Greining á vísitölu T prófunarniðurstöðum (eining: K)
mynd
From Table 8, it can be concluded that the cutting speed and the amount of back cutting have a great influence on the cutting temperature, and the primary and secondary effects are A>C>B, þannig að ákjósanleg lausn er A1B12C4, það er að skurðarhraði vc er 50m/s, og straumhraði á tönn Magnið fz er 0,16mm/z, og magnið ap er 4mm.
Volfram-mólýbden málmblöndunarpróf og líkansprófun
4
4.1 Tilraunahönnun
Til þess að sannreyna réttmæti endanlegra frumefna líkansins af wolfram-mólýbden málmblöndunarprófinu var CNC vinnslustöð JOHNFORD-VMC-850 notuð til að mala, og staðlaða 4-brúnt karbíð endafres var valið sem verkfæri (sjá mynd 5).
mynd
Mynd 5 fræsari
Stærð vinnustykkisblaðsins er 150mm×130mm×45mm. Til að festa vinnustykkið á aflmælinum er festingargatið unnið á vinnustykkinu fyrir mölun og holan er boruð með φ8,6 mm wolfram stálbor, og síðan í gegnum sívalur hausinn með sexhyrndum innstungu höfuðbolta M8 til að festa. Í tilrauninni var KISTLER9257b þríhliða aflmælir notaður til að mæla skurðkraftinn, aflmælirinn var festur á vélaborðið með þrýstiplötu og skurðarhitinn mældur með innrauðum hitamæli. Festing aflmælisins og vinnustykkisins er sýnd á mynd 6 og ferlið við kraftmælingu og hitastigsmælingu er sýnt á mynd 7.
mynd
a) Vinnsla uppsetningarhola
mynd
b) Kraftmælirinn er fastur
Mynd 6 Festing á kraftmæli og vinnustykki
mynd
a) Skurkraftsmæling
mynd
b) Skurðhitamæling
Mynd 7 Kraftamæling og hitamælingarferli
4.2 Líkanlöggilding
Þrír hópar af skurðarbreytum voru valdir til prófunar. Hermgildin, mæld gildi og villur á skurðkrafti og skurðhita eru sýnd í töflu 9 og töflu 10. Af töflu 9 og töflu 10 má sjá að hámarksskekkja í niðurstöðum hermisins er 15,6%, sem er innan við 20% , þannig að prófunarniðurstöðurnar uppfylla kröfur verkfræðiforrita.
Tafla 9 Hermigildi, mæligildi og skekkju á skurðkrafti
mynd
Tafla 10 Hermigildi, mæligildi og skekkju á skurðhitastigi
mynd
Niðurstaða
5
Í þessari grein er ABAQUS endanlegur frumefnisgreiningarhugbúnaður notaður til að koma á þrívíddar mölunarlíkani af wolfram-mólýbdenblendi. Samkvæmt mismunandi skurðarbreytum er breytingalögmál skurðarkrafts og skurðarhitastigs sem myndast við mölun wolfram-mólýbden álfelgur rannsakað og bestu mölunarbreyturnar eru fengnar með hornréttum tilraunum. Samsetning, gefðu tilvísun fyrir raunverulega mölun. Niðurstöðurnar sem fengnar eru eru eftirfarandi.
1) The back engagement ap and the feed per tooth fz have a great influence on the cutting force F, and the primary and secondary influences are B>C>A. Þess vegna er ákjósanlegasta lausn skurðkraftsins F B1C2A2, það er vc=60m/s, fz= 0.16mm/z, ap=2mm.
2) The cutting speed vc and the back cutting amount ap have a great influence on the cutting temperature T, and the primary and secondary influences are A>C>B. Þess vegna er ákjósanlegasta lausnin á skurðhitastigi T A1B1C4, það er vc=50m/s, fz=0.16mm/ z,ap=4mm.
3) Íhugaðu ítarlega skilvirkni og ávinning skurðar í raunverulegri vinnslu og fáðu bestu samsetningu vinnslubreyta, það er vc=60m/s, fz=0.16mm/z, ap{{4 }}mm.
