本文關(guān)鍵詞：微織構(gòu)刀具的設(shè)計(jì)與切削性能試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微細(xì)切削技術(shù)作為一種低成本快速的機(jī)械微小零件加工方式,已被廣泛應(yīng)用在航空、通訊及光學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。而微細(xì)切削刀具作為微細(xì)切削加工的重要執(zhí)行元件,刀具的快速磨損依然是制約刀具壽命和切削高速高效加工的關(guān)鍵問(wèn)題。近年來(lái),摩擦學(xué)和仿生學(xué)的相關(guān)研究和實(shí)踐表明,摩擦副表面不是越光滑越耐磨,反之,具有一定非光滑形態(tài)的表面往往具有更好的耐磨性能,這給刀-屑接觸區(qū)摩擦狀況帶來(lái)了新的研究方向。為此,本文針對(duì)鋁合金切削時(shí)的粘結(jié)磨損問(wèn)題,將仿生微織構(gòu)應(yīng)用于硬質(zhì)合金刀具的材料表面,對(duì)表面微織構(gòu)刀具在鋁合金切削加工中的應(yīng)用進(jìn)行了探索性研究。本文采用微磨削加工技術(shù)將微織構(gòu)應(yīng)用于硬質(zhì)合金刀具的表面,通過(guò)有限元分析和切削試驗(yàn)來(lái)研究微織構(gòu)對(duì)硬質(zhì)合金刀具的減摩抗粘作用。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.分別選取了四種典型的非光滑仿生微織構(gòu),即凹坑形、凸包形、溝槽形和棱紋形這四種典型結(jié)構(gòu),并對(duì)它們分別建立了數(shù)學(xué)模型。針對(duì)非光滑仿生微織構(gòu)形式的不同,對(duì)其減摩機(jī)理進(jìn)行了分析。此外,還介紹了本研究采用的微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型及刀具表面的微織構(gòu)加工方法,選取合理的加工參數(shù),采用微磨削技術(shù)在硬質(zhì)合金車(chē)刀前刀面上制備出不同方向和尺寸的微溝槽,并對(duì)其表面形貌進(jìn)行了測(cè)量。2.利用有限元軟件Deform對(duì)無(wú)織構(gòu)刀具和微織構(gòu)刀具正交切削鋁合金的過(guò)程進(jìn)行了有限元仿真,揭示了無(wú)織構(gòu)刀具和不同類(lèi)型微織構(gòu)刀具切削鋁合金時(shí)微織構(gòu)的間距、切削速度及切削深度等參數(shù)對(duì)切削力和切削溫度等的影響。3.利用微磨削加工技術(shù)制作出了不同類(lèi)型的微織構(gòu)刀具,并進(jìn)行了鋁合金的正交切削試驗(yàn),對(duì)無(wú)織構(gòu)刀具與微織構(gòu)刀具在有/無(wú)潤(rùn)滑劑條件下切削力以及刀具的粘結(jié)面積進(jìn)行了對(duì)比分析,研究不同類(lèi)型微織構(gòu)對(duì)刀具切削性能的影響,并與切削仿真過(guò)程進(jìn)行對(duì)比,分析表面微織構(gòu)刀具的減摩抗粘性。4.針對(duì)難加工材料超高強(qiáng)度鋼,采用不同類(lèi)型微織構(gòu)刀具進(jìn)行切削仿真,分析了切削過(guò)程中正壓力、摩擦力以及刀具切削溫度的分布情況。同時(shí),對(duì)無(wú)織構(gòu)鉆頭和不同類(lèi)型微織構(gòu)鉆頭鉆削超高強(qiáng)度鋼的過(guò)程進(jìn)行了模擬,分析了切削過(guò)程中刀具切削溫度的分布情況,結(jié)果表明:對(duì)比無(wú)織構(gòu)鉆頭,微織構(gòu)鉆頭能明顯降低切削溫度,橫向溝槽鉆頭的降溫效果最好。
【關(guān)鍵詞】：微織構(gòu) 數(shù)學(xué)模型 微磨削 有限元分析 減摩
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 研究意義11-13
• 1.2 表面微織構(gòu)的研究概況13-16
• 1.2.1 表面微織構(gòu)種類(lèi)13-14
• 1.2.2 表面微織構(gòu)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 刀具表面微織構(gòu)的研究概況16-24
• 1.3.1 刀具的表面微織構(gòu)16-22
• 1.3.2 表面微織構(gòu)有限元仿真的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4 微織構(gòu)刀具發(fā)展趨勢(shì)24-25
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容25-27
• 第2章 微織構(gòu)刀具的設(shè)計(jì)與刃磨方法27-39
• 2.1 仿生微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型27-33
• 2.1.1 凹坑形微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.1.2 凸包形微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.1.3 溝槽形微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.1.4 棱紋形微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型31-33
• 2.2 微織構(gòu)減摩機(jī)理33-35
• 2.2.1 凸包形和棱紋形微織構(gòu)減摩擦機(jī)理分析33-34
• 2.2.2 凹坑形和溝槽形微織構(gòu)減摩擦機(jī)理分析34-35
• 2.3 刀具表面微織構(gòu)磨削加工方法35-38
• 2.3.1 刀具表面微織構(gòu)數(shù)學(xué)模型35-36
• 2.3.2 刀具表面微織構(gòu)加工方法36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 微織構(gòu)刀具切削性能有限元分析39-57
• 3.1 有限元模型的建立39-43
• 3.1.1 微織構(gòu)刀具、工件幾何模型的建立39-41
• 3.1.2 材料模型的建立41-42
• 3.1.3 切屑-前刀面的摩擦模型42
• 3.1.4 切削熱的產(chǎn)生42
• 3.1.5 網(wǎng)格劃分42-43
• 3.1.6 切屑分離準(zhǔn)則43
• 3.2 微織構(gòu)刀具切削鋁合金的有限元模擬結(jié)果與分析43-52
• 3.2.1 微織構(gòu)刀具切削鋁合金的切削力結(jié)果與分析43-48
• 3.2.2 微織構(gòu)刀具切削鋁合金的溫度結(jié)果與分析48-52
• 3.3 切削深度對(duì)微織構(gòu)刀具切削鋁合金的影響分析52-55
• 3.3.1 切削深度對(duì)切削力的影響52-53
• 3.3.2 切削深度對(duì)切削溫度的影響53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 第4章 微織構(gòu)刀具的制備與切削試驗(yàn)研究57-75
• 4.1 微織構(gòu)刀具的制備與測(cè)量57-61
• 4.1.1 微織構(gòu)刀具的制備57-59
• 4.1.2 微織構(gòu)表面形貌的測(cè)量59-61
• 4.2 切削試驗(yàn)方案61-62
• 4.2.1 切削試驗(yàn)設(shè)備61
• 4.2.2 工件材料61
• 4.2.3 切削試驗(yàn)條件61-62
• 4.3 表面微織構(gòu)刀具切削試驗(yàn)結(jié)果與分析62-73
• 4.3.1 切削力與摩擦系數(shù)62-67
• 4.3.2 刀具磨損67-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 第5章 微織構(gòu)刀具在超高強(qiáng)度鋼鉆削的探索研究75-93
• 5.1 微織構(gòu)刀具切削超高強(qiáng)度鋼的有限元分析75-85
• 5.1.1 有限元模型的建立75
• 5.1.2 無(wú)織構(gòu)刀具的有限元切削過(guò)程分析75-77
• 5.1.3 微織構(gòu)刀具切削超高強(qiáng)度鋼的切削力結(jié)果與分析77-81
• 5.1.4 微織構(gòu)刀具切削超高強(qiáng)度鋼的溫度結(jié)果與分析81-85
• 5.2 微織構(gòu)微細(xì)鉆頭鉆削性能有限元分析85-92
• 5.2.1 有限元模型的建立85-88
• 5.2.2 無(wú)織構(gòu)鉆頭的有限元切削過(guò)程分析88-89
• 5.2.3 微織構(gòu)鉆頭切削超高強(qiáng)度鋼的結(jié)果與分析89-92
• 5.3 本章小結(jié)92-93
• 第6章 總結(jié)與展望93-97
• 6.1 總結(jié)93-94
• 6.2 展望94-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 致謝101

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王霄;張廣海;陳衛(wèi);劉會(huì)霞;符永宏;蔡蘭;;不同微細(xì)造型幾何形貌對(duì)潤(rùn)滑性能影響的數(shù)值模擬[J];潤(rùn)滑與密封;2007年08期

  本文關(guān)鍵詞：微織構(gòu)刀具的設(shè)計(jì)與切削性能試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：262357