隨著科技的發(fā)展,國(guó)防、航空航天行業(yè)對(duì)高性能材料的需求越來越迫切,并且對(duì)零部件的尺寸精度和加工質(zhì)量要求較高,由于這些新材料具有高硬脆性和高應(yīng)力應(yīng)變等特性,傳統(tǒng)切削難以滿足其加工質(zhì)量和加工成本要求。超聲振動(dòng)輔助切削加工在改善切削表面質(zhì)量、降低切削力和切削溫度等方面具有良好的效果,是目前新型材料加工領(lǐng)域的重要技術(shù)。軸向超聲振動(dòng)輔助車削是基于傳統(tǒng)車削對(duì)刀具施加進(jìn)給方向的超聲振動(dòng),改變刀具切削刃與被加工材料之間的接觸方式,進(jìn)而改變切削力和加工表面質(zhì)量。本文采用有限元仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)軸向超聲振動(dòng)輔助車削加工和傳統(tǒng)車削加工進(jìn)行對(duì)比研究,完整研究切削參數(shù)和振動(dòng)參數(shù)在A16061加工過程中對(duì)切削力和加工表面完整性的影響。根據(jù)超聲振動(dòng)理論設(shè)計(jì)制造了一維超聲振動(dòng)系統(tǒng),搭建軸向超聲振動(dòng)輔助車削實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。將進(jìn)給方向超聲輔助振動(dòng)車削過程簡(jiǎn)化為二維切削模型,使用MATLAB軟件對(duì)刀具切削刃的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行仿真分析。通過理論計(jì)算,對(duì)超聲振子的結(jié)構(gòu)尺寸和材料進(jìn)行設(shè)計(jì),并運(yùn)用仿真軟件Workbench對(duì)設(shè)計(jì)的振子進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對(duì)超聲振子進(jìn)行固有模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得到超聲振動(dòng)系統(tǒng)的變幅比和變幅桿輸出端的位移響... 

【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)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 超聲振動(dòng)切削技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 超聲振動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用
    1.4 表面完整性的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 表面粗糙度
        1.4.2 表面殘余應(yīng)力
        1.4.3 表面形貌
    1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 振動(dòng)輔助車削機(jī)理分析及超聲振子的設(shè)計(jì)
    2.1 振動(dòng)車削的分類
    2.2 軸向超聲振動(dòng)輔助車削加工機(jī)理
        2.2.1 軸向超聲振動(dòng)車削加工軌跡模型
        2.2.2 被加工表面的理論粗糙度
        2.2.3 軸向超聲振動(dòng)車削加工的機(jī)理
    2.3 超聲振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        2.3.1 超聲波發(fā)生器的選擇
        2.3.2 超聲波換能器的設(shè)計(jì)
        2.3.3 變幅桿的設(shè)計(jì)
    2.4 變幅桿的仿真
        2.4.1 超聲振子的模態(tài)分析
        2.4.2 超聲振子的諧響應(yīng)分析
        2.4.3 超聲振動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超聲振動(dòng)車削的有限元仿真及實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 超聲振動(dòng)車削的有限元模型
        3.1.1 關(guān)于AdvantEdge軟件的簡(jiǎn)介
        3.1.2 有限元網(wǎng)格的劃分
        3.1.3 本構(gòu)模型的建立
        3.1.4 刀具-切屑接觸摩擦模型
        3.1.5 工件與切屑的分離準(zhǔn)則
        3.1.6 材料各項(xiàng)參數(shù)的定義
    3.2 仿真結(jié)果分析
        3.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        3.2.2 超聲振動(dòng)車削仿真結(jié)果
    3.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)所用機(jī)床和刀具
        3.3.3 超聲振動(dòng)系統(tǒng)的安裝
    3.4 切削力實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 切削實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置
        3.4.2 切削力結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 軸向超聲振動(dòng)輔助車削的表面完整性研究
    4.1 表面粗糙度
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)條件
        4.1.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.1.3 正交實(shí)驗(yàn)法
    4.2 表面殘余應(yīng)力
        4.2.1 表面殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因
        4.2.2 表面殘余應(yīng)力的測(cè)量方法
        4.2.3 表面殘余應(yīng)力測(cè)量結(jié)果
    4.3 表面形貌
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的課題
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3160811