本文關(guān)鍵詞：基于穿山甲鱗片型織構(gòu)特征的刀具減摩機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 鱗片微織構(gòu) 硬質(zhì)合金刀具 45#鋼 減摩機(jī)理 二次切削

【摘要】：機(jī)械零件的切削加工中,刀具占據(jù)著重要地位。在實際的切削加工過程中,刀具與工件之間的摩擦是影響刀具磨損重要的原因之一。仿生摩擦學(xué)研究表明：摩擦面并不是越光滑摩擦力就越小,通常具有一定微織構(gòu)特征的非光滑表面具有比較小的摩擦力。本文依據(jù)仿生學(xué)原理,對刀具前刀面進(jìn)行微織構(gòu)設(shè)計,來實現(xiàn)降低切削力及減少摩擦的目的,從而可以提高刀具的使用壽命。具體的研究內(nèi)容如下：(1)分析非光滑表面的研究現(xiàn)狀,仿生微織構(gòu)的種類、尺寸、模型及本課題的研究目的、意義。(2)依據(jù)仿生學(xué)原理,選取穿山甲鱗片型微織構(gòu),并通過數(shù)據(jù)擬合建立其數(shù)學(xué)模型,為刀具前刀面設(shè)計織構(gòu)給出參考；最后分析二維直角切削過程中的切削力、切削溫度和等效應(yīng)力。(3)利用Abaqus進(jìn)行有限元模型創(chuàng)建與處理,主要從幾何模型的創(chuàng)建,刀具和工件的網(wǎng)格劃分,材料的模型創(chuàng)建,斷裂準(zhǔn)則,模型邊界條件的設(shè)定,切屑分離標(biāo)準(zhǔn),摩擦模型的建立以及任務(wù)的提交與運算。(4)采用Abaqus分別對穿山甲鱗片型織構(gòu)刀具以及無織構(gòu)刀具進(jìn)行切削過程的數(shù)值仿真研究,對比與分析整個切削過程中無織構(gòu)前刀面的應(yīng)力分布情況及鱗片型微織構(gòu)刀具的應(yīng)力分布情況,工件與刀具之間切削力以及切削溫度的大小情況；其次研究三角形織構(gòu)與鱗片型織構(gòu)的二次切削參數(shù)及其切削力,最大應(yīng)力,最高切削溫度。最終數(shù)據(jù)顯示：鱗片型微織構(gòu)刀具相對于無織構(gòu)刀具的前刀面應(yīng)力分布更加均勻,切削力以及切削溫度都相對較�。憾吻邢鲿r鱗片型織構(gòu)的寬度大于三角形織構(gòu),即鱗片織構(gòu)具有延長二次切削寬度的作用；在三角形織構(gòu)二次切削參數(shù)條件下鱗片型織構(gòu)比三角形織構(gòu)具有更好的減摩作用。(5)分析微織構(gòu)參數(shù)對刀具減摩性能的影響及減摩機(jī)理分析,主要從微織構(gòu)的存在具有二次潤滑作用；織構(gòu)儲存磨屑,能夠減小刀具與工件之間的實際接觸面積；減小刀屑的接觸長度；鱗片織構(gòu)還可以產(chǎn)生附加的流體動壓作用,容易形成潤滑膜；鱗片織構(gòu)的寬度過大會產(chǎn)生二次切削,對減摩具有負(fù)作用；織構(gòu)間距較大時,織構(gòu)個數(shù)減少,減摩作用也就相應(yīng)減弱；微織構(gòu)深度對減摩作用影響比較小,因為寬度和間距一定時,刀具和切屑接觸長度基本沒有變化,切削力就很少有影響。
【關(guān)鍵詞】：鱗片微織構(gòu) 硬質(zhì)合金刀具 45#鋼 減摩機(jī)理 二次切削
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG71
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究的意義12
• 1.2 仿生摩擦學(xué)12-13
• 1.3 非光滑表面技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 仿生微織構(gòu)的種類、尺寸和模型15-19
• 1.4.1 仿生微織構(gòu)的種類和尺寸15-18
• 1.4.2 仿生微織構(gòu)的簡化模型18-19
• 1.5 本課題的研究目的、意義及主要工作19-21
• 第二章 鱗片型微織構(gòu)刀具的構(gòu)形與二維直角切削模型分析21-28
• 2.1 鱗片織構(gòu)的構(gòu)形分析21-23
• 2.2 鱗片織構(gòu)刀具二維直角切削模型分析23-27
• 2.2.1 鱗片織構(gòu)刀具的金屬切削簡化過程24
• 2.2.2 切削力24-25
• 2.2.3 切削溫度25-26
• 2.2.4 等效應(yīng)力26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 Abaqus有限元模型的建立與處理28-41
• 3.1 Abaqus有限元軟件簡介及其相關(guān)理論28-31
• 3.1.1 Abaqus軟件的分析步驟28-30
• 3.1.2 Abaqus/Explicit顯示算法30-31
• 3.2 切削模型的創(chuàng)建過程31-40
• 3.2.1 幾何模型的建立32-33
• 3.2.2 切削模型網(wǎng)格劃分技術(shù)33-35
• 3.2.3 材料模型的建立35-36
• 3.2.4 材料的斷裂準(zhǔn)則36-37
• 3.2.5 模型邊界條件設(shè)定37-38
• 3.2.6 切屑分離標(biāo)準(zhǔn)38-39
• 3.2.7 摩擦模型的建立39
• 3.2.8 提交任務(wù)并運算39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 鱗片型微織構(gòu)刀具切削仿真結(jié)果與分析41-54
• 4.1 無織構(gòu)刀具與鱗片型織構(gòu)刀具應(yīng)力分析41-43
• 4.2 切削力的分析43-44
• 4.2.1 切削力的影響因素43
• 4.2.2 切削力大小43-44
• 4.3 切削溫度分析44-45
• 4.4 微織構(gòu)的二次切削45-53
• 4.4.1 三角形微織構(gòu)45-47
• 4.4.2 穿山甲鱗片型微織構(gòu)47-50
• 4.4.3 實驗結(jié)果對比分析50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 織構(gòu)參數(shù)對刀具減摩性能的影響及減摩機(jī)理分析54-60
• 5.1 微織構(gòu)參數(shù)54-56
• 5.1.1 微織構(gòu)寬度55
• 5.1.2 微織構(gòu)間距55
• 5.1.3 微織構(gòu)深度55-56
• 5.2 二次潤滑56
• 5.3 存儲磨屑,減小刀具與工件的接觸面積56-57
• 5.4 減小刀屑接觸長度57-58
• 5.5 產(chǎn)生附加流體動壓,易形成潤滑膜58-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡玉俊;段春爭;李園園;王敏杰;;基于ABAQUS的高速切削切屑形成過程的有限元模擬[J];機(jī)械強(qiáng)度;2009年04期

2 韓中領(lǐng);汪家道;陳大融;;凹坑表面形貌在面接觸潤滑狀態(tài)下的減阻研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2009年01期

3 馬云海;佟金;周江;榮寶軍;任露泉;;穿山甲鱗片表面的幾何形態(tài)特征及其性能[J];電子顯微學(xué)報;2008年04期

4 孫久榮;戴振東;;非光滑表面仿生學(xué)(Ⅰ)[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2008年03期

5 韓中領(lǐng);汪家道;陳大融;;不同凹坑深度在乏油潤滑狀態(tài)下的減阻實驗[J];潤滑與密封;2007年03期

6 周長海;田麗梅;任露泉;趙維福;張銳;張世村;;信鴿羽毛非光滑表面形態(tài)學(xué)及仿生技術(shù)的研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2006年11期

7 韓中領(lǐng);汪家道;陳大融;;表面形貌在面面接觸乏油狀態(tài)下的減阻效果實驗[J];潤滑與密封;2006年07期

8 張華祝;像鯊魚一樣游泳 高科技泳裝蠱惑難擋[J];國外科技動態(tài);2004年08期

9 ;Significance and Progress of Bionics[J];Journal of Bionics Engineering;2004年01期

10 鄧寶清,任露泉,蘇巖,張永平,劉志敏;模擬活塞缸套摩擦副的仿生非光滑表面的摩擦學(xué)研究[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2004年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳澤;微織構(gòu)自潤滑與振蕩熱管自冷卻雙重效用的干切削刀具的研究[D];山東大學(xué);2013年

2 成群林;航空整體結(jié)構(gòu)件切削加工過程的數(shù)值模擬與實驗研究[D];浙江大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王秀英;具有微織構(gòu)摩擦表面的燃?xì)廨啓C(jī)榫槽拉刀減阻效應(yīng)的研究[D];安徽大學(xué);2014年

2 邵世超;基于仿生微織構(gòu)的刀具減摩性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

，

本文編號：958365