隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,更多高硬度、高應(yīng)變硬化率、高強(qiáng)度的材料被廣泛應(yīng)用,通過常規(guī)的加工方法和刀具材料對這些材料進(jìn)行加工會出現(xiàn)難以保證表面質(zhì)量和加工精度、大幅度降低刀具使用壽命等問題。而導(dǎo)電加熱切削是改善難加工材料可加工性,提升刀具耐用度,提高加工表面質(zhì)量的有效辦法。分析研究電熱耦合機(jī)理,研究加熱電流對切削過程的作用機(jī)制,通過有限元仿真揭示加熱電流和切削參數(shù)對切削加工的影響,同時(shí)揭示切屑形成過程有非常重要的意義。以GCr15鋼為研究對象,采用有限元軟件ABAQUS建立電熱耦合模型,研究了加熱電阻通以加熱電流產(chǎn)生的焦耳熱引起工件材料的溫升變化;建立切削加工模型,分析了加熱電流、切削參數(shù)和刀具前角參數(shù)對切削力、切削溫度和刀具磨損深度的影響;探究了鋸齒形切屑的形成過程。經(jīng)過研究得出以下主要結(jié)論:（1）建立加熱電阻模型,然后以加熱電阻為基礎(chǔ)進(jìn)行電熱耦合分析,將分析得到的切削區(qū)平均溫升作為導(dǎo)電加熱切削的初始溫升。（2）切削力隨著刀具前角的增加有所下降;切削力隨著切削速度的增加而小幅度的增加;隨著切削深度的增加,切削力增加。（3）隨著刀具前角的變大,工件的切削溫度最高值逐漸減小;隨著切削速度的提高... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文的選題背景和研究意義
    1.2 加熱切削技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 導(dǎo)電加熱切削相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 導(dǎo)電加熱切削基本原理
    2.2 刀-工接觸區(qū)電傳導(dǎo)機(jī)理
    2.3 接觸電阻理論
    2.4 根據(jù)切削溫度控制切削過程
    2.5 本章小結(jié)
3 導(dǎo)電加熱切削加熱電阻模型及分析
    3.1 KAINTH提出的加熱電阻模型
    3.2 綜合現(xiàn)有基礎(chǔ)建立的模型
    3.3 基于加熱電阻的電熱耦合有限元模擬
        3.3.1 有限元法基本原理及ABAQUS簡介
        3.3.2 電熱耦合基本理論分析
        3.3.3 有限元模型的建立
        3.3.4 模擬結(jié)果分析
    3.4 基于加熱電阻的正交實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置簡介
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 導(dǎo)電加熱切削有限元模擬
    4.1 二維有限元模型的建立
        4.1.1 直角正交切削過程轉(zhuǎn)化及假設(shè)條件
        4.1.2 幾何模型建立及邊界條件約束
        4.1.3 網(wǎng)格劃分
    4.2 建立模型的關(guān)鍵技術(shù)
        4.2.1 材料本構(gòu)模型
        4.2.2 切屑分離準(zhǔn)則
        4.2.3 刀屑接觸摩擦模型
        4.2.4 質(zhì)量放大
    4.3 仿真結(jié)果分析
        4.3.1 切削力仿真分析
        4.3.2 切削溫度場分析
        4.3.3 剪切角變化分析
        4.3.4 加熱電流對切削過程分析
    4.4 本章小結(jié)
5 鋸齒形切屑形成研究及有限元模擬
    5.1 切削鋸齒形切屑形成機(jī)理
        5.1.1 絕熱剪切理論
        5.1.2 周期性斷裂理論
        5.1.3 鋸齒形切屑在直角切削時(shí)的形成過程
    5.2 切屑鋸齒化臨界條件理論分析
    5.3 第一變形區(qū)變形及溫度的計(jì)算
        5.3.1 第一變形區(qū)剪應(yīng)變和剪應(yīng)變率計(jì)算
        5.3.2 第一變形區(qū)溫度計(jì)算
    5.4 鋸齒形切屑形成過程的有限元模擬
        5.4.1 不同加熱電流下的切屑形成對比
        5.4.2 不同切削速度下的切屑形成
        5.4.3 單個(gè)鋸齒形切屑在切削過程中的應(yīng)變和溫度分布
        5.4.4 形成過程分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]高速切削鋸齒形切屑形成過程與形成機(jī)理研究[D]. 蘇國勝.山東大學(xué) 2011
[3]電阻連續(xù)加熱成形電—熱—力耦合試驗(yàn)及模擬[D]. 門正興.重慶大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]基于Deform的GCr15鋼通電加熱硬切削模擬仿真[D]. 劉雄.西華大學(xué) 2017
[2]不銹鋼不等厚板單面雙點(diǎn)焊過程數(shù)值模擬研究[D]. 郭紫華.吉林大學(xué) 2016
[3]典型難加工材料導(dǎo)電加熱切削表面完整性研究[D]. 石良.大連理工大學(xué) 2016
[4]高速切削高溫合金GH4169表面殘余應(yīng)力研究[D]. 劉魯濤.燕山大學(xué) 2015
[5]新型導(dǎo)電加熱車削原理及其試驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 周競.廈門大學(xué) 2014
[6]通電加熱銑削技術(shù)及其過程監(jiān)測研究[D]. 吳林濤.廈門大學(xué) 2014
[7]淬硬Gcr15軸承鋼高速切削仿真及切屑形成機(jī)理研究[D]. 楊挺.昆明理工大學(xué) 2014
[8]導(dǎo)電加熱漸進(jìn)成形試驗(yàn)和模擬研究[D]. 池永濤.大連理工大學(xué) 2012
[9]導(dǎo)電加熱切削有限元模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張琳.大連理工大學(xué) 2010
[10]先進(jìn)金屬材料高速切削加工有限元模擬及理論分析[D]. 方彬.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3641938