深孔貧油加工脈沖式切屑液流體的排屑與冷卻機理研究
發(fā)布時間:2022-01-27 07:07
精密高效、成本低廉、環(huán)境友好的深孔貧油鉆削技術(shù)是當今航空航天、新能源裝備制造和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對深孔零件加工提出的迫切需要。大量的研究結(jié)果表明,在傳統(tǒng)鉆削過程中引入微量潤滑技術(shù),不僅改善了生產(chǎn)環(huán)境、降低了生產(chǎn)成本,而且能使刀具和工件的潤滑和冷卻效果明顯改善。但是,由于高壓汽/液霧體的可壓縮性強、粘度低,極易造成處于狹長、封閉排屑空間內(nèi)鐵屑移除的不順暢和切削熱擴散的不均勻,從而引發(fā)鉆頭刀齒崩刃或斷齒,導(dǎo)致工件孔表面出現(xiàn)損傷和熱變形。那么,如何在保證加工正常運行條件下,實時精準地調(diào)控排屑狀態(tài)和切削區(qū)域溫度,進而鉆削形成預(yù)定要求的加工孔品質(zhì)就成為深孔貧油鉆削研究的熱點和關(guān)鍵問題。為此,本文提出一種可調(diào)控的脈沖式排屑方法,為實現(xiàn)深孔貧油切削過程排屑狀態(tài)和切削區(qū)域溫度的實時調(diào)控提供理論和技術(shù)支持,具有重要的理論與實際工程應(yīng)用價值;趯嶋H深孔切削液流體應(yīng)滿足的物理條件,綜合考慮切削液供給壓力、沿程壓力損失及摩擦力等多重因素的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了實際加工中切屑受力的數(shù)學(xué)模型。依據(jù)切削液非穩(wěn)態(tài)湍流力的分析與計算,獲得了冷卻液瞬態(tài)流體壓力速度特性,探究了脈沖式切削液流體力的幅值與頻率對排屑效果的影響規(guī)律。依據(jù)刀...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
槍鉆深孔加工結(jié)構(gòu)原理圖
(a)槍鉆軸向尺寸 (b)槍鉆鉆尖尺寸圖 2-4 槍鉆的主要尺寸參數(shù)Fig 2-4 The main parameters of gun drill(2)槍鉆的受力分析由于在鉆削過程中受力最大的區(qū)域在于鉆頭區(qū)域,因此我們選取鉆頭作為研究對象,假設(shè)在刀刃上受到的總切削力是 ,通過將其分解為進給方向、圓周方向、切削方向三個方向的力,即軸向力 、徑向力 和主切削力 。導(dǎo)向塊受力除了鉆頭自重以外,還受到由于加工面擠壓而引起的擠壓力和摩擦力,切削液沖擊力,此外還受到沿軸向的總軸向力 和扭矩 。同理我們將扭矩分解為扭轉(zhuǎn)力矩 和摩擦力矩 。由于槍鉆鉆削是一個復(fù)雜的過程,所以在研究過程中需要對受力狀態(tài)進行一定的簡化:①不考慮鉆頭自身重力以及切削液壓力對鉆頭受力情況的影響。②忽略鉆桿、切削液重量以及切屑自身重,不計導(dǎo)套處的摩擦力與支撐力。③由于鉆頭軸向尺寸與鉆桿軸向尺寸比例太小,因此可以假定除導(dǎo)向條在軸方向上的摩擦力和走刀抗力以外,其余所有力的作用均處于同一個平面。④將導(dǎo)向條受到的摩擦力和擠壓力以及刀刃上受到的三個方向的力的分布等效簡化FxFyFzF*xFbMsMrM
480r/min. 三維模型網(wǎng)格總數(shù)為 29876 個,包括四面 20mm。表 3-1 霧化切削液的主要參數(shù)Tab 3-1 The main parameters of cutting fluid密度 (kg/m3)比 Cp(KJ/kg K)粘度 (Pa s)920 2.4 0.00366表 3-2 脈沖參數(shù)Tab 3-2 Pulse parameters主要參數(shù)3×105Pa 5×105Pa 15×105Pa 0.1Hz 2.5Hz 3×105Pa 5×105Pa 15×105Pa - /2
【參考文獻】:
期刊論文
[1]場協(xié)同理論及其在脈動流傳熱技術(shù)中的應(yīng)用前景[J]. 楊志超,楊臧健,鐘英杰. 機電工程. 2013(04)
[2]熱源與熱匯對跨臨界CO2系統(tǒng)性能的影響[J]. 龔毅,王哲,吳學(xué)紅,張文慧,呂彥力. 流體機械. 2013(03)
[3]機械加工中深孔加工的方法探討[J]. 賈玉菊,張真超. 煤礦機械. 2012(06)
[4]簡諧脈動流中極點摩擦壓降特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪,黃彥平. 核動力工程. 2011(03)
[5]不穩(wěn)定條件下水平管單相水流動阻力特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(02)
[6]深孔的切削加工[J]. 付瓊芳. 機械研究與應(yīng)用. 2009(02)
[7]煤富氧燃燒對節(jié)能與環(huán)境的影響分析[J]. 朱光俊,梁中渝,吳明全,鄧能運,張生芹. 工業(yè)加熱. 2005(04)
[8]正交切削切屑形成中絕熱剪切行為的實驗研究[J]. 王敏杰,段春爭,劉洪波. 中國機械工程. 2004(18)
[9]平直通道中層流脈動流動的數(shù)值模擬[J]. 楊衛(wèi)衛(wèi),何雅玲,徐超,陶文銓. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2004(09)
[10]局部增氧助燃技術(shù)應(yīng)用[J]. 沈光林. 化工進展. 2001(02)
碩士論文
[1]深孔加工鉆削溫度研究及虛擬測溫儀器的設(shè)計[D]. 朱紅霞.中北大學(xué) 2014
[2]脈動流在三角槽通道內(nèi)的強化傳熱機理研究[D]. 楊志超.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Helmholtz共振的機理研究及應(yīng)用[D]. 高虹.重慶大學(xué) 2003
本文編號:3612014
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
槍鉆深孔加工結(jié)構(gòu)原理圖
(a)槍鉆軸向尺寸 (b)槍鉆鉆尖尺寸圖 2-4 槍鉆的主要尺寸參數(shù)Fig 2-4 The main parameters of gun drill(2)槍鉆的受力分析由于在鉆削過程中受力最大的區(qū)域在于鉆頭區(qū)域,因此我們選取鉆頭作為研究對象,假設(shè)在刀刃上受到的總切削力是 ,通過將其分解為進給方向、圓周方向、切削方向三個方向的力,即軸向力 、徑向力 和主切削力 。導(dǎo)向塊受力除了鉆頭自重以外,還受到由于加工面擠壓而引起的擠壓力和摩擦力,切削液沖擊力,此外還受到沿軸向的總軸向力 和扭矩 。同理我們將扭矩分解為扭轉(zhuǎn)力矩 和摩擦力矩 。由于槍鉆鉆削是一個復(fù)雜的過程,所以在研究過程中需要對受力狀態(tài)進行一定的簡化:①不考慮鉆頭自身重力以及切削液壓力對鉆頭受力情況的影響。②忽略鉆桿、切削液重量以及切屑自身重,不計導(dǎo)套處的摩擦力與支撐力。③由于鉆頭軸向尺寸與鉆桿軸向尺寸比例太小,因此可以假定除導(dǎo)向條在軸方向上的摩擦力和走刀抗力以外,其余所有力的作用均處于同一個平面。④將導(dǎo)向條受到的摩擦力和擠壓力以及刀刃上受到的三個方向的力的分布等效簡化FxFyFzF*xFbMsMrM
480r/min. 三維模型網(wǎng)格總數(shù)為 29876 個,包括四面 20mm。表 3-1 霧化切削液的主要參數(shù)Tab 3-1 The main parameters of cutting fluid密度 (kg/m3)比 Cp(KJ/kg K)粘度 (Pa s)920 2.4 0.00366表 3-2 脈沖參數(shù)Tab 3-2 Pulse parameters主要參數(shù)3×105Pa 5×105Pa 15×105Pa 0.1Hz 2.5Hz 3×105Pa 5×105Pa 15×105Pa - /2
【參考文獻】:
期刊論文
[1]場協(xié)同理論及其在脈動流傳熱技術(shù)中的應(yīng)用前景[J]. 楊志超,楊臧健,鐘英杰. 機電工程. 2013(04)
[2]熱源與熱匯對跨臨界CO2系統(tǒng)性能的影響[J]. 龔毅,王哲,吳學(xué)紅,張文慧,呂彥力. 流體機械. 2013(03)
[3]機械加工中深孔加工的方法探討[J]. 賈玉菊,張真超. 煤礦機械. 2012(06)
[4]簡諧脈動流中極點摩擦壓降特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪,黃彥平. 核動力工程. 2011(03)
[5]不穩(wěn)定條件下水平管單相水流動阻力特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(02)
[6]深孔的切削加工[J]. 付瓊芳. 機械研究與應(yīng)用. 2009(02)
[7]煤富氧燃燒對節(jié)能與環(huán)境的影響分析[J]. 朱光俊,梁中渝,吳明全,鄧能運,張生芹. 工業(yè)加熱. 2005(04)
[8]正交切削切屑形成中絕熱剪切行為的實驗研究[J]. 王敏杰,段春爭,劉洪波. 中國機械工程. 2004(18)
[9]平直通道中層流脈動流動的數(shù)值模擬[J]. 楊衛(wèi)衛(wèi),何雅玲,徐超,陶文銓. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 2004(09)
[10]局部增氧助燃技術(shù)應(yīng)用[J]. 沈光林. 化工進展. 2001(02)
碩士論文
[1]深孔加工鉆削溫度研究及虛擬測溫儀器的設(shè)計[D]. 朱紅霞.中北大學(xué) 2014
[2]脈動流在三角槽通道內(nèi)的強化傳熱機理研究[D]. 楊志超.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Helmholtz共振的機理研究及應(yīng)用[D]. 高虹.重慶大學(xué) 2003
本文編號:3612014
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3612014.html
最近更新
教材專著