超低溫冷卻加工是改善難加工材料切削加工性能的一種有效途徑,具有抑制刀具磨損、提高加工效率、改善工件表面質(zhì)量和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。其冷卻介質(zhì)的施加方式中,內(nèi)噴式冷卻因冷卻效果好,浪費(fèi)小等優(yōu)勢(shì)成為了超低溫冷卻加工的發(fā)展趨勢(shì)。因此,內(nèi)噴式冷卻相關(guān)設(shè)備的研制成為了超低溫冷卻加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。液氮作為超低溫冷卻加工中應(yīng)用最廣泛的冷卻介質(zhì),具有沸點(diǎn)低、易汽化等特點(diǎn),對(duì)相關(guān)設(shè)備的隔熱和密封提出了更高的要求。本文為研制超低溫冷卻加工中的液氮內(nèi)噴式刀柄裝置,對(duì)刀柄的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多場(chǎng)耦合仿真進(jìn)行了探索性研究。針對(duì)液氮的高速回轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封及隔熱問(wèn)題,設(shè)計(jì)了液氮內(nèi)噴式刀柄結(jié)構(gòu),通過(guò)仿真校核了刀柄的強(qiáng)度和靜剛度,實(shí)現(xiàn)了液氮內(nèi)噴式冷卻在無(wú)內(nèi)冷功能機(jī)床上的集成功能。分析了刀柄內(nèi)部和刀柄與外界環(huán)境的能量流動(dòng)過(guò)程,建立了刀柄工況下的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)模型�；赑almgren軸承摩擦生熱模型,計(jì)算了刀柄中熱源的熱生成量;基于對(duì)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流以及熱輻射三種傳熱方式的分析,討論了刀柄溫度場(chǎng)的影響因素,為刀柄的有限元仿真提供了合理的熱邊界條件。采用有限元仿真軟件ANSYS Workbench,分析了刀柄工況下的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)。建... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 超低溫冷卻加工機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超低溫冷卻介質(zhì)施加方法
        1.2.2 超低溫冷卻加工的影響機(jī)理研究
    1.3 超低溫冷卻加工裝置研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 液氮內(nèi)噴式刀柄裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.1 液氮內(nèi)噴式刀柄設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)
        2.1.2 液氮內(nèi)噴式刀柄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.2 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 刀柄強(qiáng)度與剛度校驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
3 液氮內(nèi)噴式刀柄溫度場(chǎng)模型構(gòu)建
    3.1 刀柄的熱態(tài)特性分析
    3.2 軸承生熱模型
        3.2.1 軸承配置形式
        3.2.2 軸承摩擦力矩計(jì)算模型
        3.2.3 軸承發(fā)熱量計(jì)算
    3.3 刀柄傳熱模型
        3.3.1 刀柄內(nèi)的熱傳導(dǎo)
        3.3.2 刀柄與流體的對(duì)流傳熱
        3.3.3 刀柄中的輻射換熱
    3.4 本章小結(jié)
4 基于熱流固耦合的刀柄仿真分析
    4.1 基于ANSYSWorkbench的熱流固耦合分析基礎(chǔ)
    4.2 刀柄溫度場(chǎng)的熱流固耦合有限元建模
        4.2.1 模型簡(jiǎn)化處理
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 刀柄熱載荷
        4.2.4 材料屬性
        4.2.5 邊界條件
    4.3 結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 刀柄性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.1 隔熱性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.2 切削性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)條件
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
        5.2.4 切削力實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.5 表面粗糙度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]熱—應(yīng)力耦合作用下的深溝球軸承疲勞壽命研究[D]. 王騰.南京航空航天大學(xué) 2012



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