核電蒸汽發(fā)生器管板材料的深孔加工表面完整性和鉆頭磨損研究
發(fā)布時間:2021-05-07 19:36
在核電蒸汽發(fā)生器管板、空心車軸、換熱器、分離器、鍋爐管板等設(shè)備及構(gòu)件制造中,經(jīng)常需要加工直徑小、數(shù)量大、質(zhì)量要求高的深孔。本文的研究面向AP1000核電蒸汽發(fā)生器管板,在管板上加工具有高質(zhì)量的深孔20050個,孔徑約為17.73mm,孔深為800mm,長徑比高達(dá)45:1。深孔鉆削力可以反映鉆削過程的穩(wěn)定性、深孔表面質(zhì)量、鉆頭壽命,而深孔鉆削力受復(fù)雜的加工環(huán)境和刀具結(jié)構(gòu)的影響,研究起來比較困難;鉆削參數(shù)(轉(zhuǎn)速n,進(jìn)給量f)對深孔表面完整性、切屑形態(tài)、鉆頭磨損的影響較大,而選擇合適的鉆削參數(shù)進(jìn)行深孔加工具有重要意義。本文對深孔鉆削力學(xué)、深孔表面完整性、切屑形態(tài)、刀具磨損規(guī)律進(jìn)行了研究,對鉆削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,為加工參數(shù)的選擇提供了參考依據(jù)。建立了錯齒BTA鉆頭的力學(xué)模型,對深孔BTA鉆頭鉆削過程進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明,影響扭矩、軸向力和切向力的主要因素是進(jìn)給量、后刀面磨損帶寬度、刀尖圓弧半徑,影響徑向力的主要因素是后刀面磨損帶寬度、刀尖圓弧半徑;軸向力和扭矩均隨著鉆削速度與進(jìn)給量的增加而增大。研究了深孔表面完整性和切屑形態(tài)。通過錯齒BTA鉆頭鉆削13MnNiMoR實(shí)驗(yàn),揭示了鉆削速度和進(jìn)給量對...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 深孔加工技術(shù)
1.2.1 深孔加工系統(tǒng)
1.2.2 深孔加工刀具
1.2.3 深孔加工軸線偏斜
1.3 切削加工研究現(xiàn)狀
1.3.1 切削力的研究現(xiàn)狀
1.3.2 表面完整性的研究現(xiàn)狀
1.3.3 切屑形態(tài)的研究現(xiàn)狀
1.3.4 刀具磨損的研究現(xiàn)狀
1.4 深孔加工存在的問題
1.5 本文的研究目的和研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 錯齒BTA深孔鉆削力模型
2.1 錯齒BTA鉆削力學(xué)模型
2.1.1 錯齒BTA鉆頭工作狀態(tài)分析
2.1.2 錯齒BTA鉆頭受力分析
2.1.3 錯齒BTA鉆削力模型
2.2 基于DEFORM-3D的BTA鉆削模擬
2.2.1 DEFORM-3D模擬流程簡介
2.2.2 鉆削參數(shù)的選取
2.2.3 模擬步驟的設(shè)定
2.2.4 模擬結(jié)果分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 錯齒BTA深孔鉆削表面完整性和切屑形態(tài)
3.1 錯齒BTA深孔鉆削實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)條件
3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.2.1 深孔表面宏觀形貌
3.2.2 深孔表面微觀形貌
3.2.3 深孔表面粗糙度
3.2.4 深孔表面顯微硬度
3.3 錯齒BTA深孔鉆削斷屑排屑
3.3.1 鉆削參數(shù)對切屑形態(tài)的影響規(guī)律
3.3.2 鉆削參數(shù)對斷屑系數(shù)的影響規(guī)律
3.4 本章小結(jié)
第4章 錯齒BTA深孔鉆削鉆頭磨損研究
4.1 錯齒BTA鉆頭磨損與破損機(jī)理
4.1.1 鉆頭刀齒和導(dǎo)向塊的破損
4.2 錯齒BTA鉆頭磨損及破損規(guī)律
4.2.1 外齒的磨損
4.2.2 中間齒的磨損
4.2.3 中心齒的磨損
4.2.4 導(dǎo)向塊的磨損
4.3 錯齒BTA鉆頭磨損機(jī)理
4.4 錯齒BTA鉆削參數(shù)優(yōu)化
4.4.1 優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化變量
4.4.2 建立目標(biāo)函數(shù)
4.4.3 約束條件
4.4.4 鉆削參數(shù)優(yōu)化
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位發(fā)表的論文
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]45鋼深孔槍鉆切削試驗(yàn)與切屑形態(tài)分析[J]. 張小粉,張憲坤,白瑀. 工具技術(shù). 2020(02)
[2]16Mn管線鋼的焊縫表面沖蝕機(jī)理研究[J]. 武剛,李德君,羅金恒,白強(qiáng),李麗鋒,朱麗霞. 表面技術(shù). 2020(03)
[3]航空鋁合金高速銑削鋸齒形切屑形成有限元模擬[J]. 殷繼花,林有希,孟鑫鑫,左俊彥,候湘宇. 機(jī)械制造與自動化. 2019(05)
[4]螺紋硬態(tài)旋風(fēng)銑削軸承鋼GCr15切屑形貌及特性試驗(yàn)研究[J]. 何彥,白云龍,李麗,王禹林,李育鋒,易力力. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(09)
[5]鈦合金精密車削切屑成形模擬與試驗(yàn)分析[J]. 張釗,任麗宏,史云龍,吳紅兵. 兵器材料科學(xué)與工程. 2019(05)
[6]鎳基合金堆焊管板深孔加工工藝技術(shù)及優(yōu)化[J]. 關(guān)慶鶴,廉松松,杜鑫. 鍋爐制造. 2017(05)
[7]CAP1400蒸汽發(fā)生器關(guān)鍵制造技術(shù)[J]. 王威,賈晶晶,李永,王英杰. 壓力容器. 2016(09)
[8]深孔加工工具系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 邱易,雷勇,鄭建明,周石羅,楊圓明,劉爽. 工具技術(shù). 2015(12)
[9]BTA深孔鉆削加工過程的動力學(xué)建模[J]. 常豆豆,龐俊忠,潘杰. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(31)
[10]EA4T空心車軸深孔加工刀具磨損特征的研究[J]. 黃曉斌,沈興全,苗鴻賓,陳振亞,邵振宇. 工具技術(shù). 2014(08)
博士論文
[1]宏—微觀效應(yīng)BTA深孔鉆削機(jī)理及表面完整性研究[D]. 張煌.中北大學(xué) 2017
碩士論文
[1]蒸汽冷卻器多層多道焊接裂紋的研究及防止[D]. 張欽昊.山東大學(xué) 2019
[2]難加工材料(TC4)的高速深孔鉆削技術(shù)研究[D]. 潘德術(shù).西安石油大學(xué) 2017
[3]BTA深孔鉆削過程中鉆頭磨損狀態(tài)無傳感器監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 彭超.西安理工大學(xué) 2016
[4]BTA深孔鉆削機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 聶兆云.中北大學(xué) 2016
[5]槍鉆軸向振動鉆削的鉆削力的預(yù)測研究[D]. 房嘉賡.中北大學(xué) 2016
[6]大型管板孔陣振動深孔鉆削加工工藝參數(shù)的研究[D]. 董正凱.燕山大學(xué) 2015
[7]深孔加工孔軸心偏斜及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陳振亞.中北大學(xué) 2013
[8]高溫合金718材料超細(xì)長深孔鉆削工藝研究[D]. 賀生明.西安石油大學(xué) 2013
[9]核電管板深孔加工精度控制研究[D]. 胡建國.上海交通大學(xué) 2011
[10]平面型后刀面槍鉆的鉆削力數(shù)學(xué)模型及有限元分析[D]. 張秋麗.湖南大學(xué) 2007
本文編號:3173944
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 深孔加工技術(shù)
1.2.1 深孔加工系統(tǒng)
1.2.2 深孔加工刀具
1.2.3 深孔加工軸線偏斜
1.3 切削加工研究現(xiàn)狀
1.3.1 切削力的研究現(xiàn)狀
1.3.2 表面完整性的研究現(xiàn)狀
1.3.3 切屑形態(tài)的研究現(xiàn)狀
1.3.4 刀具磨損的研究現(xiàn)狀
1.4 深孔加工存在的問題
1.5 本文的研究目的和研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 錯齒BTA深孔鉆削力模型
2.1 錯齒BTA鉆削力學(xué)模型
2.1.1 錯齒BTA鉆頭工作狀態(tài)分析
2.1.2 錯齒BTA鉆頭受力分析
2.1.3 錯齒BTA鉆削力模型
2.2 基于DEFORM-3D的BTA鉆削模擬
2.2.1 DEFORM-3D模擬流程簡介
2.2.2 鉆削參數(shù)的選取
2.2.3 模擬步驟的設(shè)定
2.2.4 模擬結(jié)果分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 錯齒BTA深孔鉆削表面完整性和切屑形態(tài)
3.1 錯齒BTA深孔鉆削實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)條件
3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.2.1 深孔表面宏觀形貌
3.2.2 深孔表面微觀形貌
3.2.3 深孔表面粗糙度
3.2.4 深孔表面顯微硬度
3.3 錯齒BTA深孔鉆削斷屑排屑
3.3.1 鉆削參數(shù)對切屑形態(tài)的影響規(guī)律
3.3.2 鉆削參數(shù)對斷屑系數(shù)的影響規(guī)律
3.4 本章小結(jié)
第4章 錯齒BTA深孔鉆削鉆頭磨損研究
4.1 錯齒BTA鉆頭磨損與破損機(jī)理
4.1.1 鉆頭刀齒和導(dǎo)向塊的破損
4.2 錯齒BTA鉆頭磨損及破損規(guī)律
4.2.1 外齒的磨損
4.2.2 中間齒的磨損
4.2.3 中心齒的磨損
4.2.4 導(dǎo)向塊的磨損
4.3 錯齒BTA鉆頭磨損機(jī)理
4.4 錯齒BTA鉆削參數(shù)優(yōu)化
4.4.1 優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化變量
4.4.2 建立目標(biāo)函數(shù)
4.4.3 約束條件
4.4.4 鉆削參數(shù)優(yōu)化
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位發(fā)表的論文
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]45鋼深孔槍鉆切削試驗(yàn)與切屑形態(tài)分析[J]. 張小粉,張憲坤,白瑀. 工具技術(shù). 2020(02)
[2]16Mn管線鋼的焊縫表面沖蝕機(jī)理研究[J]. 武剛,李德君,羅金恒,白強(qiáng),李麗鋒,朱麗霞. 表面技術(shù). 2020(03)
[3]航空鋁合金高速銑削鋸齒形切屑形成有限元模擬[J]. 殷繼花,林有希,孟鑫鑫,左俊彥,候湘宇. 機(jī)械制造與自動化. 2019(05)
[4]螺紋硬態(tài)旋風(fēng)銑削軸承鋼GCr15切屑形貌及特性試驗(yàn)研究[J]. 何彥,白云龍,李麗,王禹林,李育鋒,易力力. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(09)
[5]鈦合金精密車削切屑成形模擬與試驗(yàn)分析[J]. 張釗,任麗宏,史云龍,吳紅兵. 兵器材料科學(xué)與工程. 2019(05)
[6]鎳基合金堆焊管板深孔加工工藝技術(shù)及優(yōu)化[J]. 關(guān)慶鶴,廉松松,杜鑫. 鍋爐制造. 2017(05)
[7]CAP1400蒸汽發(fā)生器關(guān)鍵制造技術(shù)[J]. 王威,賈晶晶,李永,王英杰. 壓力容器. 2016(09)
[8]深孔加工工具系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 邱易,雷勇,鄭建明,周石羅,楊圓明,劉爽. 工具技術(shù). 2015(12)
[9]BTA深孔鉆削加工過程的動力學(xué)建模[J]. 常豆豆,龐俊忠,潘杰. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(31)
[10]EA4T空心車軸深孔加工刀具磨損特征的研究[J]. 黃曉斌,沈興全,苗鴻賓,陳振亞,邵振宇. 工具技術(shù). 2014(08)
博士論文
[1]宏—微觀效應(yīng)BTA深孔鉆削機(jī)理及表面完整性研究[D]. 張煌.中北大學(xué) 2017
碩士論文
[1]蒸汽冷卻器多層多道焊接裂紋的研究及防止[D]. 張欽昊.山東大學(xué) 2019
[2]難加工材料(TC4)的高速深孔鉆削技術(shù)研究[D]. 潘德術(shù).西安石油大學(xué) 2017
[3]BTA深孔鉆削過程中鉆頭磨損狀態(tài)無傳感器監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 彭超.西安理工大學(xué) 2016
[4]BTA深孔鉆削機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 聶兆云.中北大學(xué) 2016
[5]槍鉆軸向振動鉆削的鉆削力的預(yù)測研究[D]. 房嘉賡.中北大學(xué) 2016
[6]大型管板孔陣振動深孔鉆削加工工藝參數(shù)的研究[D]. 董正凱.燕山大學(xué) 2015
[7]深孔加工孔軸心偏斜及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陳振亞.中北大學(xué) 2013
[8]高溫合金718材料超細(xì)長深孔鉆削工藝研究[D]. 賀生明.西安石油大學(xué) 2013
[9]核電管板深孔加工精度控制研究[D]. 胡建國.上海交通大學(xué) 2011
[10]平面型后刀面槍鉆的鉆削力數(shù)學(xué)模型及有限元分析[D]. 張秋麗.湖南大學(xué) 2007
本文編號:3173944
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