【摘要】：二十一世紀初以來,高速鐵路、地鐵以及磁懸浮列車在我國得到了蓬勃發(fā)展。鋼軌作為承載列車的重要支撐部件,在列車普遍高速運行的情況下,容易加劇鋼軌的磨損和病害的產(chǎn)生,輪軌之間長時間反復(fù)的高速滾動接觸使得鋼軌破壞得愈加嚴重。鋼軌銑磨車作為新型鋼軌修復(fù)設(shè)備,其銑刀盤是銑磨車加工中最核心的一大構(gòu)件,在銑削加工中能夠去除鋼軌修復(fù)的絕大部分加工余量,直接關(guān)系到鋼軌銑磨車的作業(yè)質(zhì)量與工作效率。本文為給鋼軌銑磨車銑刀盤銑削去除機理以及優(yōu)選刀具幾何角度提供理論支持,進行了一系列實驗與仿真研究,主要內(nèi)容如下:(1)采用AdvantEdge所建立的銑削仿真模型,得到了實驗工藝參數(shù)下銑削鋼軌材料的銑削力、銑削溫度仿真結(jié)果。借助有限元仿真的便利性,分析了不同刀具角度參數(shù)對銑削溫度、銑削力的影響規(guī)律,能夠為銑刀盤刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供一定參考價值。(2)在分析正交實驗原理基礎(chǔ)上,基于多因素的正交回歸實驗法,利用粒子群優(yōu)化算法,得出了硬質(zhì)合金刀具銑削高錳鋼的銑削溫度以及銑削力的經(jīng)驗公式,分別研究了主軸轉(zhuǎn)速,進給速度,切削深度以及切削寬度等因素對銑削溫度和銑削力的影響。(3)利用AdvantEdge仿真得到的結(jié)果,分別對正交實驗進行方差與極差分析,以刀具角度、銑削用量為輸入?yún)?shù),以銑削力、銑削溫度作為優(yōu)化目標,對鋼軌材料的銑削加工參數(shù)進行優(yōu)化,能夠?qū)︿撥壐咤i鋼銑削用量和刀具角度的優(yōu)化提供理論依據(jù)和應(yīng)用指導(dǎo)。(4)通過K型人工電偶測量銑削過程中的刀/工面銑削溫度,對比仿真結(jié)果與實驗結(jié)果,驗證了仿真結(jié)果具有相當?shù)目煽啃浴dvantEdge建立的仿真模型完全適用于鋼軌材料的銑削實驗分析,可以極大降低實驗成本,對于鋼軌材料的切削仿真具有極大的實際意義。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG54
【圖文】：

２．１．１切削變形理論逡逑１９世紀末，在大量的實驗基礎(chǔ)上人們發(fā)現(xiàn)，切屑是刀具對工件材料進行擠壓逡逑發(fā)生變形和剪切滑移而形成的。如圖２．１所示金屬切削變形區(qū)有三個：變形區(qū)Ｉ、逡逑變形區(qū)ＩＩ和變形區(qū)ＩＩＩ。第Ｉ變形區(qū)主要受剪切力作用，第ＩＩ變形區(qū)和第ＩＩＩ變形區(qū)逡逑受擠壓和摩擦力的作用［１７］。逡逑圖２．１切削變形示意圖逡逑２．１．２金屬切削力理論逡逑銑削過程中銑削力主要來源有兩個方面：一是被切削金屬、切屑和工件表層逡逑金屬的彈、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；二是刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力。逡逑銑削過程中影響銑削力的因素主要有工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)以及切逡逑削參數(shù)等。逡逑學者們對切削力的理論公式進行了大量的計算與分析，但是切削過程復(fù)雜多逡逑變，至今也沒能得到與實驗完全符合的理論公式。在大量的實驗中，利用現(xiàn)代先逡逑進設(shè)備對切削力進行實時測量，運用數(shù)學建模的方法對測量結(jié)果進行統(tǒng)計分析，逡逑６逡逑

ｔＥｄｇｅ軟件分析流程逡逑ｄｇｅ軟件作為一種有限元分析軟件，其分析流程由三個求解和仿真結(jié)果分析。下面主要通過ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件立進行介紹。逡逑真參數(shù)設(shè)置逡逑：ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件工藝定義界面，見圖２．３。需要輸入述（該軟件不支持中文名及中文目錄），再進行工藝選擇。３Ｄ模型的詳細的車削、銑削、鉆削、鏜削、攻絲、切槽；ｅｗ邋Ｐｒｏｊｅｃｔ逡逑Ｐｌａｃｅｄ邋／邋Ｊｏｂ邋Ｎａｍｅ：逡逑Ｐｒｏｔｅｃｔ邋Ｉ邋Ｊｏｂ邋Ｄｅｓｃｒａｐｌｉａｎ：逡逑Ｐｉｏｃｅｓｓ邋Ｔ＾＞ｅ邐＾邐Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ逡逑Ｏ邋，ｔｕｆｎ＞ｎ0ｊ邋．邋Ｕｐ邋ｍｉｌｌｉｎｇ邐－ｕ逡逑Ｓａｖｉｎｇ邋Ｄｏｗｎ邋ｍｉｌｌｉｎｇ邐ｖ．，ｒｎ邐Ｔｏｏｌ逡逑Ｂｉｏａｃｈｉｎｇ邐Ｍｋ：ｉｏ－Ｍ＜ｉｃｈｉｎｉｎｇ邐＾邋Ｊ逡逑？＾

圖２．２切削過程圖逡逑ｔＥｄｇｅ軟件分析流程逡逑ｄｇｅ軟件作為一種有限元分析軟件，其分析流程由三個階求解和仿真結(jié)果分析。下面主要通過ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件進行介紹。逡逑真參數(shù)設(shè)置逡逑：ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件工藝定義界面，見圖２．３。需要輸入述（該軟件不支持中文名及中文目錄），再進行工藝選擇。３Ｄ模型的詳細的車削、銑削、鉆削、鏜削、攻絲、切槽等；ｅｗ邋Ｐｒｏｊｅｃｔ逡逑

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本文編號：2794360