本文關(guān)鍵詞：基于有限元分析的標準麻花鉆特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬加工的方法有很多。除切削方法之外,還有鑄造加工、焊接加工和壓力加工等方法,每一種加工方法都有其適用的范圍。然而,后者這些加工方法通常只用于制造毛坯或制作精度和表面質(zhì)量要求不高的零件,而精度要求較高和表面質(zhì)量限定較嚴的零件幾乎都要經(jīng)過切削加工。在金屬切削加工中,鉆削加工是最為常見的一種切削加工方法,占有不小的比例。而麻花鉆則是鉆削加工中最常使用的切削刀具。在學(xué)習(xí)前人理論及研究成果的基礎(chǔ)上,本文以錐面后刀面麻花鉆為研究對象,從不同角度對其特性進行了分析和研究。第一,從錐面后刀面麻花鉆的螺旋槽曲面的形成原理出發(fā),并根據(jù)其直線刃的數(shù)學(xué)方程,求得其螺旋槽曲面參數(shù)方程和其截形參數(shù)方程,為建立錐面后刀面標準麻花鉆三維模型做準備。第二,根據(jù)該截形參數(shù)方程,借助MATLAB軟件的數(shù)據(jù)處理功能,計算得到錐面后刀面標準麻花鉆截形曲線上的數(shù)據(jù)離散點集。將此點集導(dǎo)入到UG軟件中,利用UG軟件擬合出錐面后刀面標準麻花鉆截形曲線,生成錐面后刀面標準麻花鉆鉆體。再選擇合適的國標刃磨參數(shù),用UG軟件的實體裁剪工具得到其后刀面。進而完成整個麻花鉆的三維模型。第三,在建立了錐面后刀面標準麻花鉆三維模型后,為后續(xù)的結(jié)構(gòu)有限元分析和切削模擬仿真打下了基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)有限元分析主要是結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析、模態(tài)分析及屈曲穩(wěn)定性分析等。通過分析,提取麻花鉆在靜載荷及動載荷作用下的響應(yīng)數(shù)據(jù),進而研究其靜態(tài)和動態(tài)的力學(xué)特性。切削模擬是基于切削仿真軟件Deform 3D,對麻花鉆在不同加工工況下的切削載荷(力載荷與扭矩載荷)、切削時的溫度載荷等進行模擬,從而為實際加工中切削要素的選擇提供參考。綜上,本文研究內(nèi)容的幾個主要方面(建立麻花鉆主要曲面的數(shù)學(xué)模型、生成麻花鉆的三維模型、分析麻花鉆熱學(xué)和力學(xué)特性等)存在一定的關(guān)系。首先,建立麻花鉆主要曲面的數(shù)學(xué)模型是生成麻花鉆三維模型的前提。其次,生成麻花鉆三維模型是分析麻花鉆熱學(xué)和力學(xué)特性的基礎(chǔ)。再次,能否成功生成麻花鉆三維模型又驗證了麻花鉆主要曲面的數(shù)學(xué)模型的正確與否。最后,對麻花鉆熱學(xué)和力學(xué)特性的分析可以為優(yōu)化麻花鉆三維模型提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：錐面后刀面 標準麻花鉆 靜力學(xué)分析 Deform 3D UG MATLAB
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG713;TB115
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 麻花鉆的結(jié)構(gòu)11
• 1.3 國內(nèi)外對麻花鉆的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 麻花鉆數(shù)學(xué)建模的發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3.2 麻花鉆三維建模的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 麻花鉆有限元建模的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容、方法及意義13-15
• 1.4.1 研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 研究方法14
• 1.4.3 研究意義14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 2 標準麻花鉆主要刀面數(shù)學(xué)模型16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 錐面后刀面標準麻花鉆的前刀面數(shù)學(xué)模型16-21
• 2.2.1 坐標變換16-17
• 2.2.2 空間坐標系間的變換關(guān)系17-18
• 2.2.3 前刀面的數(shù)學(xué)方程18-21
• 2.3 錐面后刀面標準麻花鉆的前刀面切面數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.4 錐面后刀面標準麻花鉆螺旋槽曲面的直觀形態(tài)23
• 2.5 錐面后刀面標準麻花鉆的后刀面數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.5.1 坐標系23-24
• 2.5.2 錐面后刀面的數(shù)學(xué)方程24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 錐面后刀面標準麻花鉆三維模型27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 軟件簡介27
• 3.3 三維建模流程圖27-28
• 3.4 建模實例28-36
• 3.4.1 確定基本參數(shù)28
• 3.4.2 計算產(chǎn)生截形離散點數(shù)據(jù)集28-29
• 3.4.3 生成完整的截形曲線29-30
• 3.4.4 生成螺旋導(dǎo)引線30-31
• 3.4.5 生成螺旋槽三維實體31
• 3.4.6 生成錐面后刀面標準麻花鉆錐面后刀面31-34
• 3.4.7 問題與討論34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 錐面后刀面標準麻花鉆有限元分析37-56
• 4.1 引言37
• 4.2 有限元法概述37-38
• 4.2.1 有限元法的基本概念37
• 4.2.2 有限單元法的特點37
• 4.2.3 有限單元法的分類37-38
• 4.3 軟件簡介38-39
• 4.3.1 ANSYS Workbench軟件概述38
• 4.3.2 ANSYS Workbench軟件組成模塊38
• 4.3.3 ANSYS Workbench軟件分析流程38-39
• 4.4 φ30錐面后刀面標準麻花鉆的屈曲分析39-44
• 4.4.1 屈曲分析概述及相關(guān)理論39-41
• 4.4.2 基于Ansys Workbench軟件的φ30錐面后刀面標準麻花鉆屈曲分析41-44
• 4.5 φ30錐面后刀面標準麻花鉆的靜力學(xué)分析44-50
• 4.5.1 初步準備45
• 4.5.2 前處理45-47
• 4.5.3 求解47-49
• 4.5.4 后處理及結(jié)果分析49-50
• 4.6 φ30錐面后刀面標準麻花鉆的模態(tài)分析50-55
• 4.6.1 模態(tài)分析基礎(chǔ)50-51
• 4.6.2 模態(tài)分析過程51
• 4.6.3 載荷和約束51
• 4.6.4 求解設(shè)置51-52
• 4.6.5 無預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析52-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 錐面后刀面標準麻花鉆加工過程的工況分析56-58
• 5.1 引言56
• 5.2 麻花鉆鉆削工況分析56-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 6 錐面后刀面標準麻花鉆加工過程仿真58-73
• 6.1 引言58
• 6.2 剛塑性有限元法的理論基礎(chǔ)及基本假設(shè)58-59
• 6.2.1 剛塑性有限元法概述58
• 6.2.2 基本假設(shè)及基本方程58-59
• 6.3 Deform軟件簡介59-60
• 6.3.1 Deform軟件概述59
• 6.3.2 Deform系列軟件59
• 6.3.3 Deform軟件功能模塊59
• 6.3.4 Deform軟件操作流程59-60
• 6.4 Deform 3D前處理及求解60-61
• 6.4.1 前處理設(shè)置60-61
• 6.4.2 求解器設(shè)置61
• 6.5 基于Deform 3D的不同工況切削仿真分析61-72
• 6.5.1 工況一的仿真分析62-68
• 6.5.2 工況二的仿真分析68-72
• 6.6 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論與展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文79

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐看;黃艷玲;呂彥明;;金屬切削過程有限元仿真技術(shù)研究[J];工具技術(shù);2013年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王寶林;鈦合金TC17力學(xué)性能及其切削加工特性研究[D];山東大學(xué);2013年

2 孫玉晶;鈦合金銑削加工過程參量建模及刀具磨損狀態(tài)預(yù)測[D];山東大學(xué);2014年

3 楊揚;基于改進GEP的數(shù)控銑削過程物理建模及工藝參數(shù)優(yōu)化方法研究[D];華中科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王瑞哲;硬態(tài)干式切削過程的有限元仿真[D];蘭州理工大學(xué);2013年

2 代玉娟;機械微細加工過程性能分析仿真研究[D];山東理工大學(xué);2013年

3 張運建;基于銑刀角度的薄壁件銑削變形控制技術(shù)[D];南昌航空大學(xué);2013年

4 付杰;難加工金屬材料切削加工過程物理仿真與試驗研究[D];湖南大學(xué);2013年

5 吳薇薇;低合金高強鋼中厚板V形彎曲工藝研究及有限元分析[D];中南大學(xué);2013年

6 黃勝操;發(fā)動機缸體用灰鑄鐵材料加工性鑄鐵材能研究[D];河南科技大學(xué);2013年

7 王芳;碳纖維復(fù)合材料鉆削軸向力有限元仿真研究[D];大連交通大學(xué);2013年

8 蘇龍;麻花鉆自動刃磨技術(shù)及實現(xiàn)裝置的研究[D];陜西理工學(xué)院;2013年

9 李震;內(nèi)冷式麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計及有限元分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

10 楚文斌;金屬零件切削表面粗糙度的幾何仿真[D];華東理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元分析的標準麻花鉆特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：443760