本文關(guān)鍵詞：船用柴油機(jī)缸蓋高速穩(wěn)定、低應(yīng)力切削參數(shù)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 船用柴油機(jī) 高速加工技術(shù) 切削顫振 加工應(yīng)力 切削參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：近年來,隨著加工制造技術(shù)的不斷發(fā)展,高速加工技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。船用柴油機(jī)缸蓋實(shí)現(xiàn)高速加工也被提上議程,但由于國內(nèi)高速加工技術(shù)不成熟,船用柴油機(jī)缸蓋高速加工技術(shù)并沒有得到有效地運(yùn)用和推廣。高速加工過程中存在諸多問題,其中以切削顫振最為突出,一旦發(fā)生顫振,加工表面將留下大量的振紋,嚴(yán)重影響產(chǎn)品加工質(zhì)量,甚至導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢,重則發(fā)生機(jī)床事故。同時(shí)對(duì)于缸蓋這種結(jié)構(gòu),在高進(jìn)給加工過程中容易引起應(yīng)力集中,過大的應(yīng)力可導(dǎo)致可觀的變形,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。這些技術(shù)難點(diǎn)導(dǎo)致其多采用過于保守的切削參數(shù)進(jìn)行加工,以犧牲效率換取質(zhì)量。為了解決船用柴油機(jī)缸蓋高速加工中的技術(shù)難點(diǎn),本文在總結(jié)分析國內(nèi)外高速加工技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)船用柴油機(jī)缸蓋高速加工機(jī)理、穩(wěn)定性預(yù)測、低加工應(yīng)力和切削參數(shù)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了研究。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)分析總結(jié)國內(nèi)外缸蓋高速加工技術(shù),對(duì)缸蓋高速加工過程中切屑形成機(jī)理和殘余應(yīng)力形成機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)分析,為下一步的缸蓋高速切削有限元分析提供了理論依據(jù);并建立了缸蓋高速銑削系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,為缸蓋高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測提供數(shù)學(xué)模型。(2)為了實(shí)現(xiàn)缸蓋高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測,基于高速銑削穩(wěn)定性理論,本文通過錘擊試驗(yàn)測得加工系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性,并使用顫振穩(wěn)定域頻域求解方法得到了缸蓋高速銑削穩(wěn)定性極限圖;其次,結(jié)合銑削力模型和穩(wěn)定性極限圖進(jìn)行了加工過程的時(shí)域仿真,得到不同切削參數(shù)對(duì)刀具振動(dòng)位移的影響規(guī)律,同時(shí)也驗(yàn)證了穩(wěn)定性極限圖的可靠性。(3)針對(duì)缸蓋高速、高進(jìn)給加工過程中加工應(yīng)力過高的問題,本文基于仿真分析方法,研究了不同切削要素對(duì)船用柴油機(jī)缸蓋高速切削表面加工應(yīng)力的影響。首先,簡化缸蓋高速銑削加工過程;其次,基于Abaqus有限元法建立了船用柴油機(jī)缸蓋二維高速切削有限元模型,進(jìn)而探究了不同切削速度、切削深度、刀具角度下缸蓋加工應(yīng)力變化規(guī)律。(4)為了提高缸蓋加工效率,本文根據(jù)船用柴油機(jī)缸蓋高速加工過程的特點(diǎn),在機(jī)床-刀具系統(tǒng)性能約束條件的基礎(chǔ)上,引入穩(wěn)定性、低應(yīng)力約束條件,完成了缸蓋高速銑削參數(shù)優(yōu)化方案設(shè)計(jì),最后利用粒子群算法實(shí)現(xiàn)了缸蓋高速銑削參數(shù)優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：船用柴油機(jī) 高速加工技術(shù) 切削顫振 加工應(yīng)力 切削參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.121
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景與意義12
• 1.2 高速加工特點(diǎn)12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 高速切削穩(wěn)定性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 高速切削模擬仿真國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 切削參數(shù)優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 船用柴油機(jī)缸蓋加工工藝分析17-18
• 1.5 論文章節(jié)安排及結(jié)構(gòu)18-20
• 第2章 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削加工機(jī)理研究20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 缸蓋高速銑削的變形過程及其切屑形成機(jī)理20-22
• 2.3 缸蓋高速銑削加工殘余應(yīng)力形成機(jī)理22-23
• 2.4 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型23-28
• 2.4.1 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削靜態(tài)切削力模型23-25
• 2.4.2 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削動(dòng)態(tài)切削力模型25-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削穩(wěn)定性預(yù)測29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削穩(wěn)定性理論29-30
• 3.2.1 高速銑削系統(tǒng)再生顫振29
• 3.2.2 加工系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析29-30
• 3.3 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削穩(wěn)定性極限圖30-34
• 3.4 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削加工動(dòng)力學(xué)方程數(shù)值分析34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 船用柴油機(jī)缸蓋高速銑削加工應(yīng)力分析38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 高速銑削仿真建模過程分析38-40
• 4.2.1 高速銑削加工過程的簡化38-39
• 4.2.2 正交切削有限元模型的假設(shè)條件39-40
• 4.3 船用柴油機(jī)缸蓋二維高速切削有限元模型的建立40-42
• 4.3.1 二維有限元模型的建立40
• 4.3.2 網(wǎng)格劃分及單元選擇40-41
• 4.3.3 邊界條件和約束41
• 4.3.4 工件和刀具材料設(shè)定41-42
• 4.4 切削參數(shù)對(duì)缸蓋加工應(yīng)力的影響42-45
• 4.4.1 切削速度對(duì)缸蓋加工應(yīng)力的影響42-43
• 4.4.2 切削深度對(duì)缸蓋加工應(yīng)力的影響43-44
• 4.4.3 刀具角度對(duì)缸蓋加工應(yīng)力的影響44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第5章 船用柴油機(jī)缸蓋高速加工參數(shù)優(yōu)化46-56
• 5.1 引言46
• 5.2 船用柴油機(jī)缸蓋高速加工目標(biāo)優(yōu)化參數(shù)模型的建立46-49
• 5.2.1 優(yōu)化變量的確定46
• 5.2.2 目標(biāo)函數(shù)的確定46-47
• 5.2.3 約束條件的確定47-49
• 5.3 基于粒子群算法的缸蓋高速加工參數(shù)優(yōu)化49-55
• 5.3.1 優(yōu)化算法的確定49-50
• 5.3.2 優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)50-54
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果62-63
• 致謝63

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