鉆削高強(qiáng)度合金鋼斷屑機(jī)理及振動(dòng)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-04 22:57
由于高強(qiáng)度合金鋼屬于“難加工材料”,其具有的特殊性在切削加工中存在斷屑困難、單位面積上的切削力大、切削溫度高及切削過(guò)程易振動(dòng)失穩(wěn)等問(wèn)題。在對(duì)高強(qiáng)度鋼孔加工的過(guò)程中,利用傳統(tǒng)的切削試驗(yàn)方法來(lái)尋找適合加工材料的工藝參數(shù)費(fèi)時(shí)耗力,效率低切削可控性差。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以鉆削加工高強(qiáng)度合金鋼34CrNi3MoV為主要研究?jī)?nèi)容,主要包括以下幾個(gè)方面:首先,介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)難加工材料鉆削加工的現(xiàn)狀,從微觀(guān)和宏觀(guān)的角度分析了切屑形成,變形和折斷的過(guò)程,并建立了鉆削切屑形態(tài)的評(píng)定指標(biāo),總結(jié)了切屑折斷的主要影響因素。其次,本文觀(guān)察了試驗(yàn)鋼34CrNi3MoV的金相組織并分析了其化學(xué)成分和主要的力學(xué)性能。并根據(jù)鉆削加工原理,基于A(yíng)dvantEdge有限元仿真軟件中建立了鉆削該材料的仿真模型。利用單因素試驗(yàn)的方法研究了切削參數(shù),刀具角度參數(shù)對(duì)切削力,切削溫度,扭矩和切屑形態(tài)的影響,利用后處理軟件測(cè)量了切屑幾何參數(shù)計(jì)算相關(guān)形態(tài)評(píng)定指標(biāo),分析各因素對(duì)切屑形態(tài)的影響關(guān)系。然后,通過(guò)單因素試驗(yàn)對(duì)比仿真結(jié)果,進(jìn)行誤差分析驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。對(duì)比試驗(yàn)收集的切屑與仿真形成的切屑,兩者具有高度相似性。得到切削參數(shù)對(duì)切屑形...
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 本課題的研究意義
1.2 鉆削高強(qiáng)度鋼的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 鉆削加工中切屑的形成、變形及折斷
2.1 切屑的形成與折斷
2.2 高速切削狀態(tài)下的切屑變形理論
2.3 鉆削加工切屑的形態(tài)評(píng)定指標(biāo)
2.3.1 切屑?jí)嚎s率
2.3.2 切屑斷屑率
2.3.3 切屑的容積系數(shù)
2.3.4 切屑的卷曲系數(shù)
2.4 影響切屑折斷的主要因素
2.5 本章小結(jié)
第3章 鉆削高強(qiáng)度鋼仿真建模及分析
3.1 有限元基本理論及軟件介紹
3.2 高強(qiáng)度合金鋼力學(xué)性能
3.2.1 34CrNi3MoV材料的研究現(xiàn)狀
3.2.2 材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能
3.3 基于A(yíng)dvantEdge有限元軟件鉆削模型的建立
3.3.1 本構(gòu)模型
3.3.2 網(wǎng)格及接觸摩擦處理
3.3.3 切屑分離準(zhǔn)則
3.4 鉆削加工仿真結(jié)果分析
3.4.1 切屑幾何表征分析
3.4.2 鉆削力與轉(zhuǎn)矩分析
3.4.3 鉆削熱分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 鉆削試驗(yàn)研究及仿真模型驗(yàn)證
4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 4.2 試驗(yàn)條件
4.2.1 工件材料
4.2.2 加工刀具
4.2.3 加工設(shè)備
4.2.4 切削力采集設(shè)備
4.2.5 鉆削加工試驗(yàn)
4.3 試驗(yàn)方案
4.3.1 單因素試驗(yàn)方案
4.3.2 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
4.4 試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比分析
4.4.1 切屑形態(tài)仿真與試驗(yàn)對(duì)比
4.4.2 切屑宏觀(guān)形態(tài)分析
4.4.3 切削力與扭矩的對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 鉆削高強(qiáng)度鋼振動(dòng)特性分析
5.1 刀具有限元模態(tài)分析
5.2 動(dòng)力學(xué)建模
5.3 動(dòng)態(tài)切削厚度與動(dòng)態(tài)切削力分析
5.3.1 動(dòng)態(tài)切削厚度
5.3.2 動(dòng)態(tài)切削力
5.4 切削穩(wěn)定性分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成就
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]34CrNi3MoV鍛件環(huán)狀裂紋淺析[J]. 康永斌,樊應(yīng)劍. 大型鑄鍛件. 2017(04)
[2]高壓冷卻下PCBN刀具切削高溫合金切屑卷曲折斷機(jī)理及試驗(yàn)研究[J]. 吳明陽(yáng),趙旭,陳勇,徐明,程耀楠,李錄彬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]EA4T鋼的深孔鉆削加工切削參數(shù)優(yōu)化[J]. 沈?qū)W靜,張亞波,喬麗平. 工具技術(shù). 2016(11)
[4]炮鋼銑削力正交試驗(yàn)與數(shù)值仿真[J]. 任青劍,萬(wàn)宏強(qiáng),王新宇. 兵工自動(dòng)化. 2016(09)
[5]炮鋼材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型及其驗(yàn)證[J]. 曾志銀,高小科,劉朋科,喻華薩. 兵工學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]軸向振動(dòng)鉆削的斷屑機(jī)理研究[J]. 馬利杰,劉貫軍,王貴成. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2009(02)
[7]有限元仿真在金屬切削加工中的應(yīng)用[J]. 駱江鋒. 現(xiàn)代制造工程. 2007(05)
[8]34CrNi3MoV鋼貝氏體的形貌及孿晶亞結(jié)構(gòu)[J]. 趙勇桃,劉宗昌,王玉峰. 包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(03)
[9]加快建設(shè)軍民融合的國(guó)家創(chuàng)新體系[J]. 游光榮. 科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理. 2005(11)
[10]高速切削超高強(qiáng)度合金鋼時(shí)次表面層組織特性研究[J]. 趙文祥,龍震海,王西彬,王好臣. 航空材料學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]高速切削鋸齒形切屑形成過(guò)程與形成機(jī)理研究[D]. 蘇國(guó)勝.山東大學(xué) 2011
[2]典型難加工材料鉆削相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 吳健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]金屬材料的高溫蠕變特性研究[D]. 梁浩宇.太原理工大學(xué) 2013
[2]鉆削典型難加工材料的斷屑技術(shù)研究[D]. 向志楊.東北大學(xué) 2009
[3]切削顫振系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 陳延軍.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3476568
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 本課題的研究意義
1.2 鉆削高強(qiáng)度鋼的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 鉆削加工中切屑的形成、變形及折斷
2.1 切屑的形成與折斷
2.2 高速切削狀態(tài)下的切屑變形理論
2.3 鉆削加工切屑的形態(tài)評(píng)定指標(biāo)
2.3.1 切屑?jí)嚎s率
2.3.2 切屑斷屑率
2.3.3 切屑的容積系數(shù)
2.3.4 切屑的卷曲系數(shù)
2.4 影響切屑折斷的主要因素
2.5 本章小結(jié)
第3章 鉆削高強(qiáng)度鋼仿真建模及分析
3.1 有限元基本理論及軟件介紹
3.2 高強(qiáng)度合金鋼力學(xué)性能
3.2.1 34CrNi3MoV材料的研究現(xiàn)狀
3.2.2 材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能
3.3 基于A(yíng)dvantEdge有限元軟件鉆削模型的建立
3.3.1 本構(gòu)模型
3.3.2 網(wǎng)格及接觸摩擦處理
3.3.3 切屑分離準(zhǔn)則
3.4 鉆削加工仿真結(jié)果分析
3.4.1 切屑幾何表征分析
3.4.2 鉆削力與轉(zhuǎn)矩分析
3.4.3 鉆削熱分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 鉆削試驗(yàn)研究及仿真模型驗(yàn)證
4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 4.2 試驗(yàn)條件
4.2.1 工件材料
4.2.2 加工刀具
4.2.3 加工設(shè)備
4.2.4 切削力采集設(shè)備
4.2.5 鉆削加工試驗(yàn)
4.3 試驗(yàn)方案
4.3.1 單因素試驗(yàn)方案
4.3.2 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
4.4 試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比分析
4.4.1 切屑形態(tài)仿真與試驗(yàn)對(duì)比
4.4.2 切屑宏觀(guān)形態(tài)分析
4.4.3 切削力與扭矩的對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 鉆削高強(qiáng)度鋼振動(dòng)特性分析
5.1 刀具有限元模態(tài)分析
5.2 動(dòng)力學(xué)建模
5.3 動(dòng)態(tài)切削厚度與動(dòng)態(tài)切削力分析
5.3.1 動(dòng)態(tài)切削厚度
5.3.2 動(dòng)態(tài)切削力
5.4 切削穩(wěn)定性分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成就
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]34CrNi3MoV鍛件環(huán)狀裂紋淺析[J]. 康永斌,樊應(yīng)劍. 大型鑄鍛件. 2017(04)
[2]高壓冷卻下PCBN刀具切削高溫合金切屑卷曲折斷機(jī)理及試驗(yàn)研究[J]. 吳明陽(yáng),趙旭,陳勇,徐明,程耀楠,李錄彬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]EA4T鋼的深孔鉆削加工切削參數(shù)優(yōu)化[J]. 沈?qū)W靜,張亞波,喬麗平. 工具技術(shù). 2016(11)
[4]炮鋼銑削力正交試驗(yàn)與數(shù)值仿真[J]. 任青劍,萬(wàn)宏強(qiáng),王新宇. 兵工自動(dòng)化. 2016(09)
[5]炮鋼材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型及其驗(yàn)證[J]. 曾志銀,高小科,劉朋科,喻華薩. 兵工學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]軸向振動(dòng)鉆削的斷屑機(jī)理研究[J]. 馬利杰,劉貫軍,王貴成. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2009(02)
[7]有限元仿真在金屬切削加工中的應(yīng)用[J]. 駱江鋒. 現(xiàn)代制造工程. 2007(05)
[8]34CrNi3MoV鋼貝氏體的形貌及孿晶亞結(jié)構(gòu)[J]. 趙勇桃,劉宗昌,王玉峰. 包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(03)
[9]加快建設(shè)軍民融合的國(guó)家創(chuàng)新體系[J]. 游光榮. 科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理. 2005(11)
[10]高速切削超高強(qiáng)度合金鋼時(shí)次表面層組織特性研究[J]. 趙文祥,龍震海,王西彬,王好臣. 航空材料學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]高速切削鋸齒形切屑形成過(guò)程與形成機(jī)理研究[D]. 蘇國(guó)勝.山東大學(xué) 2011
[2]典型難加工材料鉆削相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 吳健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]金屬材料的高溫蠕變特性研究[D]. 梁浩宇.太原理工大學(xué) 2013
[2]鉆削典型難加工材料的斷屑技術(shù)研究[D]. 向志楊.東北大學(xué) 2009
[3]切削顫振系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 陳延軍.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3476568
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