本論文以降低車(chē)削溫度、減小車(chē)刀變形和折斷切屑為目的,對(duì)車(chē)刀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)設(shè)計(jì)改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)。首先,對(duì)刀具進(jìn)行三維建模。然后用有限元軟件進(jìn)行仿真分析,不斷優(yōu)化改進(jìn)。最終,設(shè)計(jì)刀片上的高壓射流孔徑為1mm時(shí)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。(2)研究分析刀具的應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)。對(duì)優(yōu)化前和優(yōu)化后的車(chē)刀的應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元仿真分析。對(duì)于車(chē)刀應(yīng)力場(chǎng),與優(yōu)化前的車(chē)刀相比,優(yōu)化后的內(nèi)冷式車(chē)刀的應(yīng)力有所增加,但是幅度不大,幾乎可以忽略不計(jì)。對(duì)于溫度場(chǎng),與優(yōu)化前的車(chē)刀相比,優(yōu)化后的內(nèi)冷式車(chē)刀大幅度降低。并且隨著切削用量的增大,切削溫度上升幅度大幅度地降低。最后,又仿真分析了考慮切削熱影響條件下的應(yīng)力場(chǎng)。仿真結(jié)果表明:優(yōu)化后的內(nèi)冷式車(chē)刀的耦合應(yīng)力場(chǎng)要小于優(yōu)化前車(chē)刀的耦合應(yīng)力場(chǎng)。(3)研究分析了刀具的變形情況。對(duì)車(chē)刀的受力變形、受熱變形以及耦合變形分別進(jìn)行了研究。在受力變形方面,與優(yōu)化前的車(chē)刀相比,優(yōu)化后的車(chē)刀的變形量稍微有所增加,但是幾乎可以忽略不計(jì)。在受熱變形方面,與優(yōu)化前的車(chē)刀相比,優(yōu)化后的內(nèi)冷式車(chē)刀的變形量大幅度地降低;并且隨著進(jìn)給量的增大,變形量增幅不大。在熱固耦合方面,與優(yōu)化...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 外圓車(chē)刀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 刀具應(yīng)力場(chǎng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 刀具溫度場(chǎng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 刀具變形的研究
        1.3.4 斷屑機(jī)理的研究
    1.4 本課題研究的主要內(nèi)容和目標(biāo)
第二章 COMSOL有限元分析刀具應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)
    2.1 COMSOL軟件簡(jiǎn)介
    2.2 金屬切削刀具的切削力
        2.2.1 刀具力學(xué)模型的建立
        2.2.2 材料和方法
        2.2.3 切削力的計(jì)算
    2.3 溫度場(chǎng)分析
    2.4 應(yīng)力溫度場(chǎng)耦合分析
        2.4.1 優(yōu)化前金屬切削刀具的熱應(yīng)力分析
        2.4.2 優(yōu)化后的金屬切削刀具的熱應(yīng)力分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 COMSOL有限元分析刀具變形
    3.1 刀具變形分析
        3.1.1 刀具的受力變形
        3.1.2 刀具的受熱變形
        3.1.3 刀具的熱固耦合變形
    3.2 內(nèi)冷式車(chē)刀變形分析
        3.2.1 內(nèi)冷式車(chē)刀的受力變形
        3.2.2 內(nèi)冷式車(chē)刀的受熱變形
        3.2.3 內(nèi)冷式車(chē)刀的熱固耦合變形
    3.3 優(yōu)化前和優(yōu)化后車(chē)刀的對(duì)比分析
        3.3.1 優(yōu)化前和優(yōu)化后車(chē)刀的受力變形分析
        3.3.2 優(yōu)化前和優(yōu)化后車(chē)刀的熱變形分析
        3.3.3 優(yōu)化前和優(yōu)化后車(chē)刀的熱固變形分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 切削變形理論分析
    4.1 金屬切削變形
    4.2 切削變形區(qū)的劃分以及各切削變形區(qū)的變形規(guī)律
    4.3 切削過(guò)程中的三個(gè)變形區(qū)
    4.4 切屑的種類(lèi)
    4.5 切屑的卷曲
    4.6 切屑的折斷
    4.7 DEFORM對(duì)金屬切屑變形的有限元仿真分析
        4.7.1 DEFORM軟件簡(jiǎn)介
        4.7.2 二維模型切削仿真分析
        4.7.3 三維模型切削仿真分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 金屬切屑斷屑的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成
    5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理
    5.3 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方案
        5.3.1 鋁材料的切削加工實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 45號(hào)鋼的切削加工實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 不銹鋼的切削加工實(shí)驗(yàn)
    5.4 加工后的零件表面粗糙度的對(duì)比分析
        5.4.1 測(cè)量方法
        5.4.2 測(cè)量方案
        5.4.3 金屬鋁的粗糙度對(duì)比分析
        5.4.4 45鋼的粗糙度對(duì)比分析
        5.4.5 不銹鋼的粗糙度對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：4017513