陶瓷刀具具有高硬度、高耐磨、紅硬性和化學(xué)穩(wěn)定等特性,但是,完整的工藝數(shù)據(jù)需要通過試切實驗完成,導(dǎo)致刀具消耗量大,耗時長。利用計算機的有限元仿真逐漸成為切削過程研究的有效方法,但主要集中在硬質(zhì)合金刀具的切削仿真,缺乏對氮化硅陶瓷刀具仿真研究的詳細數(shù)據(jù)。而且,需要對車削過程數(shù)據(jù)進行高效率的實時追蹤和反復(fù)回分析,但因切削實驗受限制于檢測設(shè)備較難實現(xiàn)該過程。因此,通過計算機的有限元仿真軟件模擬氮化硅陶瓷刀具車削灰鑄鐵的工藝過程,分析難加工灰鑄鐵HT250材料的切削力、切削溫度和刀具磨損對切削性能的影響。本文根據(jù)有限元分析法的思想,結(jié)合實際工件及刀具材料的物理及力學(xué)性能,在Deform軟件中建立了切削仿真的J-C本構(gòu)模型、刀具的剛體本構(gòu)模型、Usui磨損模型和熱傳導(dǎo)模型,仿真出灰鑄鐵HT250材料的車削過程,分析切削力、溫度場分布和應(yīng)力場分布,其目的是為陶瓷刀具的切削加工應(yīng)用提供更完整的基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)。在論文中,基于Deform軟件完成在不同切削參數(shù)下氮化硅刀具對灰鑄鐵HT250車削過程的仿真分析,通過分析切削力、溫度場分布、應(yīng)力場分布等模擬數(shù)據(jù),可以推測出最優(yōu)的切削工藝參數(shù)組合。而且,通過分析刀... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 氮化硅陶瓷刀具及HT250 材料的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 氮化硅陶瓷刀具的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 氮化硅陶瓷刀具的切削性能
        1.2.3 灰鑄鐵材料應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 切削過程有限元分析的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬塑性成形有限元法
        1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題研究的主要內(nèi)容及方法
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 擬解決的關(guān)鍵問題
        1.4.3 研究方法
        1.4.4 技術(shù)路線
第二章 金屬切削有限元仿真技術(shù)的理論基礎(chǔ)
    2.1 計算機仿真技術(shù)應(yīng)用
    2.2 有限元分析軟件DEFORM的功能特色
        2.2.1 DEFORM的模塊結(jié)構(gòu)
        2.2.2 DEFORM的主要功能
    2.3 金屬切削變形及有限元的基本理論
        2.3.1 金屬切削層的變化規(guī)律
        2.3.2 有限應(yīng)變彈塑性有限元分析
        2.3.3 分離準(zhǔn)則
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氮化硅刀具車削HT250 的建模過程及仿真方法
    3.1 切削材料的性能測試
        3.1.1 氮化硅陶瓷刀具材料性能
        3.1.2 HT250 工件材料性能
    3.2 仿真建模過程
        3.2.1 幾何模型和網(wǎng)格劃分
        3.2.2 工件本構(gòu)模型
        3.2.3 刀片本構(gòu)模型
        3.2.4 接觸與摩擦建模
        3.2.5 熱傳導(dǎo)建模
    3.3 切削仿真步驟
        3.3.1 前處理過程
        3.3.2 后處理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 切削參數(shù)對切削過程影響的仿真分析
    4.1 不同切削速度對切削過程的影響
        4.1.1 切削模擬過程
        4.1.2 切削力分析
        4.1.3 溫度場分析
    4.2 不同切削深度對切削過程的影響
        4.2.1 切削模擬過程
        4.2.2 切削力分析
        4.2.3 溫度場分析
        4.2.4 刀具等效應(yīng)力分析
    4.3 不同進給速率對切削過程的影響
        4.3.1 切削模擬過程
        4.3.2 切削力分析
        4.3.3 溫度場分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氮化硅刀具車削HT250 的實驗驗證
    5.1 切削方案設(shè)計
        5.1.1 實驗設(shè)備
        5.1.2 實驗參數(shù)
        5.1.3 實驗步驟
    5.2 切削結(jié)果及討論
        5.2.1 實驗數(shù)據(jù)結(jié)果
        5.2.2 切削結(jié)果數(shù)據(jù)討論
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：2944590