基于竹鼠切牙的梯度微織構車刀仿生設計研究
發(fā)布時間:2020-12-14 20:45
鋁合金物理性能優(yōu)異,被廣泛應用于航空航天、機械加工制造中。但鋁合金在車削加工中,切削溫度高導致鋁合金塑性高。高溫高壓下,刀具前刀面易發(fā)生粘結磨損,降低刀具的切削效率,增加工件的加工成本。研究發(fā)現,在刀具前刀面植入微織構有效降低刀具切削力和切削溫度。但是,織構植入前刀面破壞刀具結構,降低刀具的結構強度,增大了刀具磨損量。因此,為降低刀具磨損量需設計一種既能實現降低刀具切削力,又能弱化織構對刀具結構損壞的梯度微織構就十分必要。本文對竹鼠切牙切削特征、溝槽形貌對主切削力的影響以及梯度微織構的仿生設計展開了研究,主要有以下三個方面:(1)應用非接觸激光掃描儀EASCAN-Q獲取竹鼠切牙點云數據,應用逆向造型軟件GEOMAGIC處理點云數據,重構了切牙三維模型。提取分析了切牙特征角度、特征曲線、“月牙洼”深度數據。同時,還發(fā)現了竹鼠切牙牙釉質硬度轉折現象,對比分析了三種不同食性動物(豬、狗、竹鼠)切牙的自銳性,為仿生設計梯度微織構車刀提供了仿生依據。(2)針對硬質合金YG6A刀具干車削鋁合金7075,利用有限元軟件Deform-3D建立了三維車削有限元模型,探究了溝槽形貌(溝槽到刃口的距離、溝槽...
【文章來源】:西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
竹鼠及牙齒
西南交通大學碩士研究生學位論文 第 3掉原子。因此,采用離子束加工的織構具有極高的成形精度,可完成對納米尺的加工。此外,采用 FIB 加工溝槽,在刀具表面不會產生應力和應變,污染少程度高。日本學者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技術,在金剛石刀具前刀不同形貌的溝槽織構,通過鋁合金切削試驗發(fā)現了平行于主切削刃方向,溝槽m,深度 43nm 的織構具有良好的降阻減摩特性,有效的降低了刀具切削力和,提高了刀具的切削性能。但離子束加工技術對離子束加工設備要求較高且成多見于國外研究機構。
西南交通大學碩士研究生學位論文 第 3掉原子。因此,采用離子束加工的織構具有極高的成形精度,可完成對納米尺的加工。此外,采用 FIB 加工溝槽,在刀具表面不會產生應力和應變,污染少程度高。日本學者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技術,在金剛石刀具前刀不同形貌的溝槽織構,通過鋁合金切削試驗發(fā)現了平行于主切削刃方向,溝槽m,深度 43nm 的織構具有良好的降阻減摩特性,有效的降低了刀具切削力和,提高了刀具的切削性能。但離子束加工技術對離子束加工設備要求較高且成多見于國外研究機構。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Geomagic的復雜實體三維點云建模研究[J]. 李曉雙,宋彬,鄭丹. 測繪與空間地理信息. 2017(06)
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[3]旋轉超聲磨削鈦合金有限元仿真與試驗研究[J]. 劉凡,秦娜,牛健地,鄭亮. 工程設計學報. 2017(02)
[4]具有分形特征的織構表面的潤滑減摩性能研究[J]. 王洪濤,李艷,朱華. 表面技術. 2016(09)
[5]基于Deform-3D車削鈦合金Ti-6Al-4V的加工過程仿真[J]. 陳卓. 科技視界. 2016(20)
[6]刀具表面微織構設計和切削仿真分析[J]. 符永宏,王海波,顧亞勵,李玉弟. 機械制造. 2016(06)
[7]基于Deform-3D的鋁合金2A12車削加工有限元模擬[J]. 黃勇,狄歐,李亞非. 機械制造. 2016(06)
[8]蛇腹鱗微織構在硬質合金刀具上的應用[J]. 楊娟,史素敏. 科技經濟導刊. 2016(13)
[9]基于Geomagic的小家電產品的逆向設計[J]. 張春卿. 中國現代教育裝備. 2016(05)
[10]微型車刀微孔織構設計及高速微車削試驗[J]. 于占江,王雯,張超楠,許金凱. 潤滑與密封. 2016(02)
博士論文
[1]耦合仿生疏水耐磨典型金屬表面的構建及其性能研究[D]. 郭蘊紋.吉林大學 2014
[2]典型貝類殼體生物耦合特性及其仿生耐磨研究[D]. 田喜梅.吉林大學 2013
[3]基于表面微織構刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤滑技術研究[D]. 戚寶運.南京航空航天大學 2011
[4]鼴鼠(Scaptochirus moschatus)爪趾切削機理研究[D]. 劉財勇.吉林大學 2008
[5]幾種腹足綱貝殼的結構和性能[D]. 梁艷.大連理工大學 2008
[6]高速切削航空鋁合金變形理論及加工表面形成特征研究[D]. 付秀麗.山東大學 2007
碩士論文
[1]6061鋁合金高速銑削有限元仿真與實驗研究[D]. 王海濤.青島理工大學 2015
[2]微織構刀具的設計與切削性能試驗研究[D]. 陳碧沖.北京理工大學 2015
[3]微織構硬質合金刀具優(yōu)化與正交切削試驗研究[D]. 張博文.湘潭大學 2015
[4]微織構麻花鉆的設計制備及鉆削性能研究[D]. 高煥煥.山東大學 2015
[5]刀具表面微織構切削機理研究[D]. 張俊生.合肥工業(yè)大學 2015
[6]微型車刀抗磨損表面仿生微結構設計與優(yōu)化[D]. 王雯.長春理工大學 2015
[7]微織構硬質合金刀具干切削鋁合金實驗研究[D]. 龍石山.湘潭大學 2014
[8]表面織構陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 馮秀亭.山東大學 2014
[9]基于計算機仿真的涂層刀具切削性能研究[D]. 孫華亮.機械科學研究總院 2013
[10]表面功能結構在鈦合金切削中的應用[D]. 陳琛.華中科技大學 2013
本文編號:2916996
【文章來源】:西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
竹鼠及牙齒
西南交通大學碩士研究生學位論文 第 3掉原子。因此,采用離子束加工的織構具有極高的成形精度,可完成對納米尺的加工。此外,采用 FIB 加工溝槽,在刀具表面不會產生應力和應變,污染少程度高。日本學者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技術,在金剛石刀具前刀不同形貌的溝槽織構,通過鋁合金切削試驗發(fā)現了平行于主切削刃方向,溝槽m,深度 43nm 的織構具有良好的降阻減摩特性,有效的降低了刀具切削力和,提高了刀具的切削性能。但離子束加工技術對離子束加工設備要求較高且成多見于國外研究機構。
西南交通大學碩士研究生學位論文 第 3掉原子。因此,采用離子束加工的織構具有極高的成形精度,可完成對納米尺的加工。此外,采用 FIB 加工溝槽,在刀具表面不會產生應力和應變,污染少程度高。日本學者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技術,在金剛石刀具前刀不同形貌的溝槽織構,通過鋁合金切削試驗發(fā)現了平行于主切削刃方向,溝槽m,深度 43nm 的織構具有良好的降阻減摩特性,有效的降低了刀具切削力和,提高了刀具的切削性能。但離子束加工技術對離子束加工設備要求較高且成多見于國外研究機構。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Geomagic的復雜實體三維點云建模研究[J]. 李曉雙,宋彬,鄭丹. 測繪與空間地理信息. 2017(06)
[2]基于Geomagic Studio的彈夾逆向創(chuàng)新設計與分析[J]. 高天友,吳志強. 模具技術. 2017(03)
[3]旋轉超聲磨削鈦合金有限元仿真與試驗研究[J]. 劉凡,秦娜,牛健地,鄭亮. 工程設計學報. 2017(02)
[4]具有分形特征的織構表面的潤滑減摩性能研究[J]. 王洪濤,李艷,朱華. 表面技術. 2016(09)
[5]基于Deform-3D車削鈦合金Ti-6Al-4V的加工過程仿真[J]. 陳卓. 科技視界. 2016(20)
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[7]基于Deform-3D的鋁合金2A12車削加工有限元模擬[J]. 黃勇,狄歐,李亞非. 機械制造. 2016(06)
[8]蛇腹鱗微織構在硬質合金刀具上的應用[J]. 楊娟,史素敏. 科技經濟導刊. 2016(13)
[9]基于Geomagic的小家電產品的逆向設計[J]. 張春卿. 中國現代教育裝備. 2016(05)
[10]微型車刀微孔織構設計及高速微車削試驗[J]. 于占江,王雯,張超楠,許金凱. 潤滑與密封. 2016(02)
博士論文
[1]耦合仿生疏水耐磨典型金屬表面的構建及其性能研究[D]. 郭蘊紋.吉林大學 2014
[2]典型貝類殼體生物耦合特性及其仿生耐磨研究[D]. 田喜梅.吉林大學 2013
[3]基于表面微織構刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤滑技術研究[D]. 戚寶運.南京航空航天大學 2011
[4]鼴鼠(Scaptochirus moschatus)爪趾切削機理研究[D]. 劉財勇.吉林大學 2008
[5]幾種腹足綱貝殼的結構和性能[D]. 梁艷.大連理工大學 2008
[6]高速切削航空鋁合金變形理論及加工表面形成特征研究[D]. 付秀麗.山東大學 2007
碩士論文
[1]6061鋁合金高速銑削有限元仿真與實驗研究[D]. 王海濤.青島理工大學 2015
[2]微織構刀具的設計與切削性能試驗研究[D]. 陳碧沖.北京理工大學 2015
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[5]刀具表面微織構切削機理研究[D]. 張俊生.合肥工業(yè)大學 2015
[6]微型車刀抗磨損表面仿生微結構設計與優(yōu)化[D]. 王雯.長春理工大學 2015
[7]微織構硬質合金刀具干切削鋁合金實驗研究[D]. 龍石山.湘潭大學 2014
[8]表面織構陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 馮秀亭.山東大學 2014
[9]基于計算機仿真的涂層刀具切削性能研究[D]. 孫華亮.機械科學研究總院 2013
[10]表面功能結構在鈦合金切削中的應用[D]. 陳琛.華中科技大學 2013
本文編號:2916996
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