本文關(guān)鍵詞：基于有限元分析鉆削工藝仿真及變形控制研究

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【摘要】：目前,航空件上的泵體類零件被廣泛應(yīng)用,此類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,孔系較多且相互交叉貫穿,精度要求較高,容易產(chǎn)生加工變形,在鉆削過程中,對加工精度和表面質(zhì)量產(chǎn)生影響,屬于難加工結(jié)構(gòu)零件。因此運用有限元模擬鉆削加工過程,對尺寸精度、表面粗糙度等加工精度及表面質(zhì)量進行研究,采取有效控制措施,減小在加工過程中工件的變形,提高零件精度和質(zhì)量。本文以航空發(fā)動機燃油泵為研究對象,基于工藝分析和有限元分析研究了零件加工精度變化規(guī)律,優(yōu)化了切削參數(shù),主要研究工作如下:(1)根據(jù)零件的材料屬性及結(jié)構(gòu)特點,分析了零件的加工方式,針對零件的切削加工性能選擇了合適的刀具,確定了合適的切削參數(shù)范圍。(2)結(jié)合有限元關(guān)鍵技術(shù)理論分析及仿真加工要求,構(gòu)建切削過程的有限元模型,定義有限元模型參數(shù),并基于有限元仿真軟件平臺,對加工過程進行模擬仿真。(3)結(jié)合理論分析選取三組切削用量,從切削力、尺寸精度、表面粗糙度及圓柱度誤差等方面,運用數(shù)理統(tǒng)計分析方法研究,得出初步的變化趨勢。(4)基于變化趨勢,對切削用量的每一因變量擴選九組參數(shù),采用此參數(shù)仿真模擬,從尺寸精度、表面粗糙度及圓柱度誤差等方面,分析加工精度和表面質(zhì)量的影響變化,并優(yōu)選切削用量。(5)基于遺傳算法優(yōu)化理論,借助MATLAB工具箱對切削參數(shù)進行優(yōu)化,對比優(yōu)化參數(shù)和仿真結(jié)果,給出優(yōu)化切削參數(shù)的合適范圍。
【關(guān)鍵詞】：有限元分析 加工精度 表面質(zhì)量 切削參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V261.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.1.1 選題依據(jù)及背景來源10-11
• 1.1.2 課題研究目標(biāo)及意義11
• 1.1.3 實際應(yīng)用價值11-12
• 1.2 國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 2 高精度小孔徑深孔鉆削工藝分析16-26
• 2.1 零件的材料與結(jié)構(gòu)特性分析16-18
• 2.1.1 零件材料屬性16
• 2.1.2 零件結(jié)構(gòu)特點16-17
• 2.1.3 零件的加工特點17-18
• 2.2 刀具的選擇18-21
• 2.2.1 刀具材料18
• 2.2.2 刀具幾何參數(shù)18-19
• 2.2.3 刀具的確定19-21
• 2.3 選擇切削用量21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 基于ABAQUS的工藝加工過程仿真及研究26-46
• 3.1 有限元分析方法與ABAQUS介紹26-28
• 3.1.1 有限元分析過程及基本原理26-27
• 3.1.2 有限元仿真軟件——ABAQUS27-28
• 3.2 金屬切削加工仿真模擬關(guān)鍵技術(shù)28-31
• 3.3 參數(shù)設(shè)置31
• 3.4 高精度小孔徑深孔鉆削加工有限元仿真31-35
• 3.5 加工過程模擬仿真分析35-43
• 3.5.1 基于統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)過濾方法35-36
• 3.5.2 切削力的分析與研究36-41
• 3.5.3 切削參數(shù)對零件質(zhì)量影響分析研究41-43
• 3.6 切削參數(shù)的選取43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-46
• 4 加工精度的分析與研究46-62
• 4.1 尺寸精度的分析與研究46-50
• 4.1.1 仿真結(jié)果輸出及數(shù)據(jù)提取46-48
• 4.1.2 基于數(shù)理統(tǒng)計的尺寸精度的分析處理48-49
• 4.1.3 切削用量對尺寸精度的影響49-50
• 4.2 圓柱度誤差的分析與研究50-56
• 4.2.1 仿真結(jié)果輸出及數(shù)據(jù)提取50-52
• 4.2.2 基于最小二乘法的圓柱度誤差判定52-55
• 4.2.3 切削用量對圓柱度誤差的影響55-56
• 4.3 切削用量對加工精度的影響56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 表面質(zhì)量的分析與研究62-72
• 5.1 仿真結(jié)果輸出及數(shù)據(jù)提取62
• 5.2 基于數(shù)理統(tǒng)計的表面粗糙度理論計算62-66
• 5.3 切削參數(shù)對表面質(zhì)量的影響66-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 切削參數(shù)優(yōu)化72-82
• 6.1 遺傳算法概述72-74
• 6.2 優(yōu)化建模74-78
• 6.2.1 設(shè)計變量74-75
• 6.2.2 目標(biāo)函數(shù)75-76
• 6.2.3 目標(biāo)函數(shù)約束條件76-78
• 6.3 目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化算法78-79
• 6.4 優(yōu)化結(jié)果及驗證79-80
• 6.5 本章小結(jié)80-82
• 7 總結(jié)與展望82-84
• 7.1 總結(jié)82
• 7.2 展望82-84
• 參考文獻84-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文90-92
• 致謝92-93

【參考文獻】

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本文編號：908656