【摘要】：旋風(fēng)銑削具有高效率、高精度和綠色無污染的特點,螺紋絲杠廣泛應(yīng)用于船舶、電站、高檔數(shù)控機床、高速交通和航空航天等領(lǐng)域。螺紋絲杠旋風(fēng)銑削在切削熱源、熱傳遞和熱載荷作用方式等方面與普通斷續(xù)切削和連續(xù)切削存在明顯的差異。探索螺紋絲杠旋風(fēng)銑削過程中刀具及工件的切削溫度變化規(guī)律,對優(yōu)化切削速度來降低切削溫度,并抑制螺紋絲杠旋風(fēng)銑削的熱載荷沖擊,具有重要的理論意義及應(yīng)用價值。本文以螺紋絲杠旋風(fēng)銑削為研究對象,采用PCBN圓弧刀具和GCr15工件材料,結(jié)合切削原理和固體傳熱學(xué)理論,建立中刀具和工件溫度模型,對刀具和工件溫度在不同條件下變化規(guī)律進行研究,探索切削過程和非切削過程對刀具及工件溫度的影響。主要研究內(nèi)容如下:首先,在對旋風(fēng)銑削刀具和工件的運動機理及刀具雙圓弧特性分析的基礎(chǔ)上,利用前一刀切削和后一刀切削軌跡的坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系,對螺紋旋風(fēng)銑削過程中切屑厚度及刀具切屑接觸長度的時變特性進行分析,并在此基礎(chǔ)上,建立剪切面和刀具摩擦面熱源面積,進而求解剪切面熱源強度和刀具摩擦面熱源強度,為刀具和工件溫度的建模提供基礎(chǔ)。其次,基于刀具間歇性地切入和切出工件,建立旋風(fēng)銑削過程刀具的瞬態(tài)切削溫度的理論預(yù)測模型,根據(jù)溫度場的疊加原理對刀具的瞬態(tài)溫度進行分析,綜合考慮切削過程中切削階段和非切削階段對刀具溫度的影響,揭示銑削過程中刀具在不同加工條件下的周期性變化規(guī)律,并采用實驗進行驗證,然后根據(jù)模型分析刀具在不同熱源頻率下的變化特性和在不同深度下溫度的分布情況。再次,基于移動熱源法建立旋風(fēng)銑削過程工件瞬態(tài)切削溫度理論預(yù)測模型,綜合考慮切削過程中切削階段和非切削階段對工件溫度的影響,揭示不同加工條件下對工件切削溫度分布的影響規(guī)律,并分析切削參數(shù)對工件溫度的影響以及工件內(nèi)部不同深度下的分布及變化規(guī)律。最后,采用MATLAB工具,開發(fā)一套適用于旋風(fēng)銑削刀具和工件的溫度仿真分析系統(tǒng),設(shè)計了仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能模塊,應(yīng)用該系統(tǒng)可以在不同加工參數(shù)下對刀具和工件的溫度進行仿真分析。
【圖文】：

圖 2.3 旋風(fēng)銑削加工過程運動形式Figure 2.3 movement form of whirlwind milling厚度時變特性旋風(fēng)銑削過程中，旋風(fēng)銑機床刀盤每轉(zhuǎn)過一周，多把成型刀具依刀具形狀是圓弧形，如圖 2.4 所示，刀具漸進式的切入，因此，切度呈現(xiàn)周期性幅度變化的特征，具有典型的斷續(xù)切削加工特征。的切屑與切屑厚度不變的車削加工不同，也與使用刀具寬度不變加工的切屑形狀及變化特性不同。從切屑的形成過程來看，旋風(fēng)了摩擦、犁耕和切削，因此在切削過程即呈現(xiàn)宏觀切削的分離特削變形的特性。螺紋綠色切削是在時變斷續(xù)沖擊、多自由度耦合，以及強熱力耦合干式硬態(tài)切削等復(fù)雜工況下，完成對螺紋工件程。正是由于旋風(fēng)銑削加工的獨特性，其運動過程和切屑成型機

圖 2.4 旋風(fēng)銑削刀具輪廓gure 2.4 whirlwind milling cutter con與工件相對運動方向的不同，旋轉(zhuǎn)方向與工件的旋轉(zhuǎn)方向相稱之為逆銑。為提高工件的表多采用順銑法切削加工。以刀具和工件的間歇性地接觸存在一定的偏心距 e，如圖 2.2的中心和工件的中心建立了兩建立刀具坐標系 Ot-XtYtZt，Zt工件坐標系 Ow-XwYwZw，Zw軸速較小，刀盤的轉(zhuǎn)速較大，，且時變特性建模過程中，采用刀時采用刀盤的圓心和工件的圓
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG54

【參考文獻】

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本文編號：2683286