【摘要】：近年來，隨著加工制造技術(shù)的不斷發(fā)展，深孔加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已越來越廣泛。在深孔加工過程中，由于加工環(huán)境的特殊性，加工刀具和工件都處于封閉或半封閉狀態(tài)，因而產(chǎn)生的切削熱量要遠大于普通的車削加工。目前，由于無法直接研究深孔加工過程中的加工機理和切削區(qū)域的溫度分布與散熱問題，導(dǎo)致加工過程中切削參數(shù)過于保守，從而嚴重影響了加工的效率。本文以企業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)攻關(guān)項目“船用大功率中速柴油機機身、缸蓋加工關(guān)鍵技術(shù)研究”為背景，在對國內(nèi)外深孔加工技術(shù)研究現(xiàn)狀進行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，對船用柴油機機身深孔加工機理及切削參數(shù)優(yōu)化進行了研究，主要研究內(nèi)容如下： （1）對機身深孔加工過程中切削熱的產(chǎn)生進行了理論分析，建立了深孔鉆削熱模型，對切削熱進行了分析與計算，推導(dǎo)出刀具溫度場的分布情況，總結(jié)分析了切削熱的主要影響因素，為下一步的有限元分析提供了理論依據(jù)。 （2）為了進一步研究機身深孔加工過程中熱量的產(chǎn)生與分布問題，建立了深孔鉆削的三維模型，對仿真過程中的模型簡化、網(wǎng)格優(yōu)化以及參數(shù)設(shè)置等影響仿真效率和結(jié)果質(zhì)量的問題進行了探討。利用正交試驗設(shè)計了16組仿真試驗，采用金屬塑性成形仿真軟件Deform-3D動態(tài)模擬了某型號船用柴油機機身深孔鉆削的加工過程，獲得了深孔加工過程中的鉆削溫度，分析比較了不同切削參數(shù)對鉆削溫度的影響情況。 （3）針對深孔加工過程中散熱難的問題，采用計算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值仿真分析軟件Fluent對槍鉆冷卻系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬仿真，首先對單相冷卻液流的流動狀況進行了模擬仿真，獲得流道中流場的物理特性（壓力、速度、湍動能等），為切屑顆粒在冷卻液流場中的運動規(guī)律提供依據(jù)，同時，也分析和模擬了切屑顆粒和冷卻液兩相流場的流動情況，獲取了穩(wěn)態(tài)流場下切屑顆粒的運動軌跡和運動規(guī)律，分析了切削液的入口壓力和切屑的等效直徑兩個因素對冷卻系統(tǒng)的散熱效果的影響。 （4）基于以上理論研究，針對目前加工效率低的問題，本文根據(jù)船用柴油機機身深孔加工的特點，提出了基于粒子群算法的船用柴油機機身深孔加工切削參數(shù)優(yōu)化算法，結(jié)合加工工藝系統(tǒng)各項性能參數(shù)的要求對優(yōu)化問題中的約束條件進行了定義，并利用MatLab軟件實現(xiàn)了機身深孔切削參數(shù)的優(yōu)化。最后，通過現(xiàn)場加工試驗，驗證了本文理論與方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121
【圖文】：

學(xué)優(yōu)化方法和切削加工試驗方法節(jié)省了大量的時間和成本加工對象如深孔加工來說，智能優(yōu)化算法仍然需要進一步?jīng)Q具體的優(yōu)化問題。述及主要研究內(nèi)容身是船用柴油機最主要的基礎(chǔ)件之一，其加工質(zhì)量與效率性能乃至柴油機的整個生命周期都有很大的影響，而機身過程中的重點和難點。船用柴油機機身內(nèi)部的主油道孔，提供潤滑和冷卻作用。由于船用柴油機機身的孔系結(jié)構(gòu)十和油孔，因此一旦主油道孔的加工位置有偏差而與水孔相而使?jié)櫥袄鋮s的效果大大降低，嚴重時還可能損壞整個，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。陜柴 408 廠的 MAN16-24 柴油大長徑比孔，如圖 1.1 和圖 1.2 所示，其主油道孔直徑長徑比例達到了 27，并且深孔加工的質(zhì)量要求高。

圖 1.2 柴油機主油道孔Fig.1.2 The main oil passage of diesel engine的復(fù)雜性，而且在深孔加工過程中工人工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率因人而異，對效率低下、產(chǎn)品合格率低，造成了資源究，保證加工工藝水平，提高加工效率要的。外深孔加工關(guān)鍵技術(shù)以及切削參數(shù)優(yōu)4 系列船用柴油機機身深孔加工生產(chǎn)過要對船用柴油機機身深孔加工機理及切下：外深孔加工的研究現(xiàn)狀，對機身深孔加了深孔鉆削熱模型，對切削熱進行了分結(jié)分析了切削熱的主要影響因素，為下

情況，在技術(shù)上仍存在很多的限制。工刀具切削力的作用下，由于彈塑性形變消耗做生的最主要的源頭。除此之外，加工工件與刀具的前刀面間的摩擦做功也會生成許多的熱量。所要有三個產(chǎn)生熱量的部位：刀具的剪切面、刀具刀面和工件新表面的摩擦部位。綜上所述，切削及刀具的前后刀面的摩擦作用所耗功而產(chǎn)生的熱

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 紀一郎;馮平法;郁鼎文;吳志軍;徐道春;;復(fù)雜零件切削過程物理仿真的實現(xiàn)方法[J];工具技術(shù);2009年06期

2 陳雷明;楊潤澤;張治;;鉆削溫度測量方法研究[J];工具技術(shù);2010年09期

3 覃康才;馮可芹;孫蘭;熊計;周翔;;減摩槽刀片切削過程的Deform仿真[J];工具技術(shù);2011年02期

4 張東明;張平寬;王慧霖;楊超;;Deform-3D鉆削仿真時常見問題分析[J];工具技術(shù);2011年11期

5 劉俊;劉波;李家魯;;淺析深孔加工技術(shù)[J];鍋爐制造;2008年06期

6 張峰三,勾三利,李亞寧;多工序零件加工參數(shù)的優(yōu)化方法[J];河北建筑工程學(xué)院學(xué)報;2004年03期

7 韓榮第，嚴春華，姚洪權(quán)，王濱生;SiCw／A1復(fù)合材料切削溫度的試驗研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1996年02期

8 何定健;李建勛;王勇;;深孔加工關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展[J];航空制造技術(shù);2008年21期

9 姜彬,鄭敏利,李振加;數(shù)控車削的切削用量多目標優(yōu)化[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2001年02期

10 陳俊云;羅健;趙清亮;;超精密車削加工有限元仿真研究[J];機床與液壓;2010年15期

本文編號：2744887