本文選題：深孔加工 + 鉆削機理�。� 參考：《中北大學》2017年博士論文

【摘要】：隨著航空航天、高速鐵路、國防工業(yè)、汽車制造、工程機械等行業(yè)關鍵制造技術對深孔加工技術需求的日益迫切,結合國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及智能制造戰(zhàn)略地位的迅猛提升,精密、高效、智能化深孔加工技術正逐漸成為產(chǎn)品更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎。但我國對于深孔加工基礎工藝理論及鉆削機理的深入研究還不足,加之深孔加工工藝系統(tǒng)的“過程依賴性”和切削過程的“狀態(tài)突變性”等特殊難題,從基礎科學突破實際應用,以基礎研究尋求技術創(chuàng)新,對推動深孔加工技術順應智能制造格局發(fā)展具有決定性及引領性作用。論文從宏觀和微觀尺度,對深孔鉆削機理及表面完整性進行了系統(tǒng)的理論和試驗研究,結合研究結果,進一步探索深孔加工表面完整性的優(yōu)化與控制,為提升我國深孔裝備制造業(yè)的技術水平和自主創(chuàng)新能力提供可靠科學的依據(jù)和技術支撐。通過深孔加工快速落刀試驗,對深孔鉆削機理進行了深層次剖析,揭示了深孔加工呈階梯狀的切削區(qū)和擠壓區(qū)不同特征,深入研究在鉆削-擠壓耦合作用下,表面層形成的機理與影響因素。基于Hertz接觸理論,建立導向條擠壓過程彈塑性接觸模型。并根據(jù)單元刀具線性綜合法,建立深孔加工刀具薄剪切平面模型,提出了一種求解深孔加工切削力及轉矩的方法�；谖诲e理論的研究,從微觀尺度,系統(tǒng)研究了深孔鉆削機理、微觀表面輪廓及加工硬化形成機理,首次對深孔鉆削變形區(qū)進行了定義劃分。以最直接影響加工孔質量的導向條為主線,通過引入橫切面上的接觸角6),建立深孔刀具橫向剖切面接觸模型,系統(tǒng)分析了導向條幾何參數(shù)及分布規(guī)律對加工質量的影響規(guī)律。依據(jù)穩(wěn)定度理論,系統(tǒng)討論了刀具處于不穩(wěn)定狀態(tài)、臨界穩(wěn)定態(tài)及穩(wěn)定狀態(tài)時的穩(wěn)定性判據(jù),并通過建立刀具-鉆桿系統(tǒng)模型及模態(tài)振型方程,研究了不同狀態(tài)下刀具-鉆桿系統(tǒng)的動態(tài)響應,試驗表明,將刀具與工件之間的接觸簡化為簡支撐更接近實際�？紤]導向條數(shù)量,建立了具有兩導向條及新型三導向條的刀具與工件系統(tǒng)動力學模型,通過振動對比試驗及圓柱度測量,驗證了新型三導向條刀具在動態(tài)剛度、阻尼和抑振性能方面的明顯優(yōu)勢。借助SEM、背散射實驗、X射線衍射法、納米壓痕技術及電子背散射微觀試驗法,從分子級乃至原子級水平揭示了BTA深孔加工在不同切削參數(shù)下的表面形成特征及亞表層微觀特性。對比分析了深孔加工獨特的切削區(qū)和擠壓區(qū)的顯微結構、亞表層硬度及背散射晶粒結構的變化規(guī)律,試驗結論逆反應了深孔加工為鉆削-擠壓的復合加工機理。并研究了不同切削參數(shù)下,表面顯微硬度、殘余應力的變化規(guī)律;依據(jù)內(nèi)表面探測試驗及粗糙度試驗,建立了深孔鉆削表面粗糙度預測模型。通過背散射、納米壓痕及EBSD試驗,系統(tǒng)分析了隨表面層深度不同時的微觀組織結構與機械性能,探析小尺度變化對大尺度的影響規(guī)律,突破深孔加工研究局限性。試驗表明:不同表面層位錯密度、晶粒尺寸及形狀變化規(guī)律,造成深孔加工表面呈現(xiàn)出梯度變化特性,同時驗證了基于位錯理論的深孔鉆削機理、加工硬化及表面形成特性。綜合上述理論與試驗研究,基于歐拉梁模型,建立了深孔加工表面動態(tài)形貌軌跡;結合深孔加工實際,提出了一種優(yōu)選輔助支撐位置自移動控制方法,設計研發(fā)了一種基于磁流變液與機械阻尼的復合式智能深孔加工輔助支撐裝置。通過測試刀具-鉆桿振動特性,加工表面粗糙度及切屑宏觀形態(tài)試驗,驗證了復合減振器的有效性。
[Abstract]:On the basis of Hertz contact theory , the paper studies the mechanism of deep hole drilling and its influence factors . Based on Hertz contact theory , this paper studies the mechanism of deep hole drilling and its influence factors . In this paper , the surface roughness and mechanical properties of deep hole are analyzed by means of back scattering , nano indentation and EBSD test .

【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG52

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本文編號：1868609