本文關(guān)鍵詞：高速切削高溫合金有限元模擬及試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速切削加工屬于先進(jìn)制造技術(shù),由于其具有一系列的優(yōu)點(diǎn),因而在工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。高速切削加工金屬材料時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生鋸齒形切屑,鋸齒形切屑的形成幾乎影響到切削加工過程的各個(gè)方面,如切削力、切削溫度、刀具磨損及加工表面質(zhì)量等。因此,研究高速切削加工過程中鋸齒形切屑的形成與切削加工參數(shù)之間的關(guān)系就顯得非常必要。切屑的形成及切削力屬于切削加工機(jī)理方面重點(diǎn)研究的內(nèi)容,本文通過有限元模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)高速切削高溫合金加工過程中切屑形成及切削力進(jìn)行了研究,有利于人們加深對(duì)高速切削加工機(jī)理的認(rèn)識(shí)。 本文利用大型通用商業(yè)有限元軟件ABAQUS采用不用分離線的建模方法建立簡化的二維正交切削有限元模型,選用基于溫度的各向同性硬化材料本構(gòu)關(guān)系模型,采用剪切損傷這一物理分離準(zhǔn)則以實(shí)現(xiàn)切屑與工件的分離,模擬了高速切削高溫合金GH4169時(shí)切屑形成過程及切削力,并通過改變不同的刀具前角、切削速度及切削厚度研究其對(duì)切屑形態(tài)及切削力的影響,并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。通過模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)鋸齒形切屑的鋸齒化程度隨著刀具前角的減小、切削速度的增大及切削厚度的增大而增大,切削力隨著刀具前角的增大、切削速度的增大及切削厚度的減小而減小,兩者達(dá)到了很好的一致,驗(yàn)證了有限元模型的正確性。 通過改變不同的摩擦系數(shù)研究了其對(duì)切削力及與刀具相接觸的切屑底部所受到的正應(yīng)力的影響,模擬結(jié)果表明,隨著摩擦系數(shù)的增大,切削力及與刀具相接觸的切屑底部所受到的正應(yīng)力增大。研究了不同的刀具前角對(duì)切屑與刀具接觸長度的影響,研究表明刀具前角越小,刀具與切屑之間的接觸長度就越大。對(duì)切削加工過程中的Mises應(yīng)力進(jìn)行了分析。研究了不同的刀具前角對(duì)鋸齒形切屑絕熱剪切帶內(nèi)的等效塑性應(yīng)變及應(yīng)變率的影響,研究表明刀具前角越小,鋸齒形切屑絕熱剪切帶內(nèi)的等效塑性應(yīng)變及應(yīng)變率就越大。
【關(guān)鍵詞】：高速切削加工 有限元模擬 高溫合金 鋸齒形切屑 切削力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TG506.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 課題的背景及意義10-11
• 1.2 高速切削加工概述11-15
• 1.2.1 高速切削加工的定義11-12
• 1.2.2 高速切削加工的優(yōu)勢(shì)12-13
• 1.2.3 難加工材料的高速切削加工13-14
• 1.2.4 高速切削加工機(jī)理研究14-15
• 1.3 高速切削切屑形成及切削力分析15-18
• 1.4 高速切削切屑形成過程及切削力國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題18-21
• 1.4.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.2 存在的問題20-21
• 1.5 本文的主要工作21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 2 有限元法在高速切削加工中的應(yīng)用22-30
• 2.1 有限元法的基本原理及軟件介紹22-23
• 2.1.1 有限元法的基本原理22-23
• 2.1.2 非線性有限元軟件ABAQUS簡介23
• 2.2 有限元分析的步驟23-25
• 2.3 維正交切削幾何模型25-26
• 2.4 高速切削有限元模擬關(guān)鍵技術(shù)26-29
• 2.4.1 材料本構(gòu)模型26
• 2.4.2 摩擦模型26-27
• 2.4.3 切屑分離準(zhǔn)則27-28
• 2.4.4 有限元網(wǎng)格劃分28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 高速切削高溫合金切屑形成過程及切削力有限元模擬30-43
• 3.1 有限元模型的建立30-32
• 3.2 有限元網(wǎng)格劃分32
• 3.3 材料本構(gòu)關(guān)系模型32-35
• 3.4 摩擦模型35
• 3.5 切屑分離準(zhǔn)則35-36
• 3.6 邊界條件的固定36-37
• 3.7 高溫合金高速切削過程有限元模擬37-41
• 3.7.1 切屑形成過程有限元模擬結(jié)果37-40
• 3.7.2 切削力有限元模擬結(jié)果40-41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 4 高速切削加工試驗(yàn)研究43-55
• 4.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備43-46
• 4.2 試驗(yàn)原理46-47
• 4.3 試驗(yàn)過程47-49
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析49-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 5 有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果分析與研究55-91
• 5.1 切屑形態(tài)55-62
• 5.1.1 不同刀具前角下的切屑形態(tài)55-57
• 5.1.2 不同切削速度下的切屑形態(tài)57-60
• 5.1.3 不同切削厚度下的切屑形態(tài)60-62
• 5.2 切削力62-69
• 5.2.1 不同刀具前角下的切削力62-65
• 5.2.2 不同切削速度下的切削力65-67
• 5.2.3 不同切削厚度下的切削力67-69
• 5.3 摩擦系數(shù)對(duì)切削過程的影響69-73
• 5.3.1 不同摩擦系數(shù)對(duì)切削力的影響69-71
• 5.3.2 不同摩擦系數(shù)對(duì)正應(yīng)力的影響71-73
• 5.4 不同刀具前角對(duì)刀具與切屑接觸長度的影響73-74
• 5.5 切削加工過程中Mises等效應(yīng)力分析74-75
• 5.6 切削加工過程中應(yīng)變及應(yīng)變率分析75-89
• 5.6.1 切削加工過程中等效塑性應(yīng)變分析75-84
• 5.6.2 切削加工過程中應(yīng)變率分析84-89
• 5.7 本章小結(jié)89-91
• 結(jié)論91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況95-96
• 致謝96-97

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王肇喜;高速切削刀—屑接觸界面摩擦建模研究[D];大連理工大學(xué);2013年

2 王瑞哲;硬態(tài)干式切削過程的有限元仿真[D];蘭州理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：高速切削高溫合金有限元模擬及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：337413