發(fā)布時(shí)間：2017-06-14 19:04

  本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)干式深孔加工中切削熱的理論計(jì)算與溫度場(chǎng)模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 準(zhǔn)干式深孔加工是一個(gè)高度非線性、熱力耦合的過程。在深孔加工過程中切削熱的產(chǎn)生主要來源于切屑的變形(剪切面熱源)和刀具、切屑和工件間的摩擦(摩擦面熱源)。雖然兩種熱源面不大,但在一般情況下都能產(chǎn)生高溫,有學(xué)者曾在研究中指出最高溫升可達(dá)1000℃。較高的切削溫度是刀具磨損的主要原因,它將限制生產(chǎn)率的提高。切削溫度還會(huì)使加工精度降低,使已加工表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及其它缺陷。 由于加工過程中產(chǎn)生的切削熱對(duì)刀具磨損的部位、工件材料性能的變化、已加工表面質(zhì)量都有很大的影響,因而對(duì)切削熱的研究顯得尤為重要。本文主要工作是研究單刃內(nèi)排屑深孔鉆在加工過程中產(chǎn)生的切削熱。在論文中首先基于前人提出的一些研究模型,結(jié)合深孔加工的實(shí)際切削情況,從理論上給出一種求切削熱的方法。并分析切削熱的主要影響因素,從而給實(shí)際加工提供一定的參考價(jià)值。接下來通過分析溫度場(chǎng)的分布情況定性的分析切削熱,并利用通用有限元軟件(DEFORM)進(jìn)行建模分析,給出一種直觀的溫度場(chǎng)分布狀況。最后采用單一變量法,求出切削溫度關(guān)于轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量的關(guān)系式,應(yīng)用Matlab編程,作出前刀面最高切削溫度與轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量的變化曲線。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于:首先從實(shí)際深孔加工角度出發(fā),導(dǎo)出切削熱的計(jì)算表達(dá)式,特別是對(duì)切削熱的主要影響因素進(jìn)行了分析;其次使用有限元軟件DEFORM對(duì)深孔加工過程中單刃內(nèi)排屑深孔鉆頭的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行模擬;最后根據(jù)模擬出的溫度場(chǎng)分布圖,采用單一變量法,求出鉆頭最高切削溫度關(guān)于轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量的計(jì)算關(guān)系式,應(yīng)用Matlab編程,作出前刀面最高切削溫度與轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量的關(guān)系曲線。雖然與文獻(xiàn)試驗(yàn)得出的關(guān)系曲線有一定的差異,但總體趨勢(shì)還是一致的。這對(duì)以后進(jìn)行的準(zhǔn)干式深孔加工研究可以提供一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：深孔加工 溫度場(chǎng)模擬 有限元 DEFORM 數(shù)值計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG52
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 準(zhǔn)干式深孔切削熱的提出及其影響10-11
• 1.2 準(zhǔn)干式切削溫度的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 準(zhǔn)干式深孔加工切削溫度研究存在的主要問題13-14
• 1.4 本課題的研究意義、目標(biāo)及主要工作14-16
• 1.4.1 研究的意義及目標(biāo)14
• 1.4.2 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 2 準(zhǔn)干式深孔加工中切削熱的理論分析16-30
• 2.1 切削熱的產(chǎn)生與傳出16-17
• 2.2 準(zhǔn)干式深孔加工熱模型建立17-18
• 2.2.1 基本假定17
• 2.2.2 切削熱模型建立17-18
• 2.3 切削力計(jì)算18-23
• 2.3.1 計(jì)算剪切力18-19
• 2.3.2 計(jì)算F19-20
• 2.3.3 計(jì)算耳20-23
• 2.4 刀具速度計(jì)算23-25
• 2.5 剪切面面積和前刀面刀屑接觸面積計(jì)算25-26
• 2.5.1 計(jì)算剪切面面積25-26
• 2.5.2 計(jì)算前刀面刀屑接觸面積26
• 2.6 切削熱的分析與計(jì)算26-29
• 2.7 小結(jié)29-30
• 3 溫度場(chǎng)的理論計(jì)算30-38
• 3.1 剪切面上的平均溫度計(jì)算30-32
• 3.2 前刀面接觸區(qū)平均切削溫度的計(jì)算32-35
• 3.3 后刀面接觸區(qū)的平均溫度35-36
• 3.4 總熱量由切屑、工件和刀具各部分傳出的熱量分配36
• 3.5 影響切削溫度的主要因素36-37
• 3.6 小結(jié)37-38
• 4 有限元法在切削中的應(yīng)用38-53
• 4.1 有限元分析法概述38-40
• 4.2 平面問題有限元法40-44
• 4.3 溫度變化引起的等效節(jié)點(diǎn)力44-46
• 4.4 溫度場(chǎng)有限元算法46-51
• 4.4.1 溫度插值函數(shù)46-48
• 4.4.2 平面非穩(wěn)定溫度場(chǎng)的泛函分析48-51
• 4.5 小結(jié)51-53
• 5 切削溫度場(chǎng)的有限元模擬53-73
• 5.1 有限元軟件DEFORM的簡介53-55
• 5.2 DEFORM-3D軟件的模塊結(jié)構(gòu)55-57
• 5.2.1 前處理器56
• 5.2.2 求解器56-57
• 5.2.3 后處理器57
• 5.3 準(zhǔn)干式深孔切削溫度場(chǎng)的DEFORM有限元模擬57-72
• 5.3.1 切削條件和仿真參數(shù)的確立57-61
• 5.3.2 有限元模型的建立61-62
• 5.3.3 深孔鉆削的三維有限元模擬分析步驟62-64
• 5.3.4 有限元溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析64-72
• 5.4 小結(jié)72-73
• 6 成果與展望73-75
• 6.1 成果73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 史興寬 ,楊巧鳳,張明賢,陳明 ,張樹全 ,宋良煌 ,唐曉蘭;鈦合金TC4高速銑削表面的溫度場(chǎng)研究[J];航空制造技術(shù);2002年01期

2 孟輝,趙軍,王素玉,賈秀杰,李作麗;高速切削溫度場(chǎng)的有限元分析[J];工具技術(shù);2005年04期

3 劉獻(xiàn)禮,胡景姝,王宇;超硬刀具技術(shù)及清潔技術(shù)的最新發(fā)展[J];機(jī)械工程師;2005年03期

4 朱從容,王魄;干式切削技術(shù)在銑削加工中的應(yīng)用[J];機(jī)械工程師;2002年06期

5 彭海;王水航;;亞干式深孔加工中的低溫冷風(fēng)霧化技術(shù)[J];機(jī)械制造;2006年09期

6 劉獻(xiàn)禮,文東輝,侯世香,嚴(yán)復(fù)鋼,胡榮生;硬態(tài)干式切削機(jī)理及技術(shù)研究綜述[J];中國機(jī)械工程;2002年11期

7 周憶,梁錫昌,陳斌;超高速銑削加工的溫度場(chǎng)計(jì)算及生產(chǎn)應(yīng)用[J];中國機(jī)械工程;2003年13期

  本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)干式深孔加工中切削熱的理論計(jì)算與溫度場(chǎng)模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：450257