本文關(guān)鍵詞：高速銑削模具鋼溫度場與表面完整性研究

  更多相關(guān)文章： 高速銑削 溫度場 表面完整性 銑削仿真

【摘要】：模具作為工業(yè)生產(chǎn)中的主要工藝裝備,廣泛應用于機械、電子、汽車等大支柱產(chǎn)業(yè)中。模具鋼是用來生產(chǎn)制造模具的主要鋼材,高速加工模具鋼不再單純追求高去除率,更關(guān)注高速條件下高表面加工質(zhì)量、高加工精度的研究。因此,深入研究高速銑削模具鋼時溫度場和表面完整性的分布情況,提高其銑削加工質(zhì)量具有重要意義。本文針對高速銑削溫度場和表面完整性的分布情況進行了研究。從系統(tǒng)熱傳導通用方程出發(fā),充分考慮實際高速銑削過程中銑削熱的傳導方式、刀具與空氣介質(zhì)的熱對流作用以及熱流強度邊界條件,建立了高速銑削瞬態(tài)溫度場的熱傳導模型,基于加權(quán)余量法,將溫度場模型的微分形式轉(zhuǎn)化為相應的積分泛函方程形式,提出一種具有一定精度近似解的計算方法,得到以等時間間隔下的銑削系統(tǒng)內(nèi)空間微元的瞬態(tài)溫度響應量。針對實際高速銑削模具鋼的特點,提出了更加符合實際加工需求的切屑分離準則。通過建立的三維有限元模型,對相同銑削參數(shù)下不同銑削軌跡進行仿真,分析銑削力變化規(guī)律,得到了以表面粗糙度為目標的曲面銑削行距的算法�；趦�(yōu)選后的銑削軌跡,結(jié)合銑削仿真與銑削實驗,對表面粗糙度、表面殘余應力和表面加工硬化進行研究,定量的分析了工藝參數(shù)對表面完整性的作用規(guī)律,并揭示其形成的物理本質(zhì)。最后,利用Matlab-GUI作為軟件開發(fā)平臺,以建立的高速銑削溫度場模型和表面完整性分布規(guī)律為基礎,開發(fā)了高速銑削模具鋼仿真系統(tǒng)。本文通過理論研究與實驗相結(jié)合的方法,對高速銑削表面完整性和溫度場進行了深入的研究,減少了高速銑削加工的試切費用,提高工件表面質(zhì)量。使得高速銑削高精度的優(yōu)點得到了充分發(fā)揮,獲得了更加廣泛的應用。
【關(guān)鍵詞】：高速銑削 溫度場 表面完整性 銑削仿真
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 高速銑削溫度場研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 表面完整性控制的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 目前研究中存在的問題與不足13
• 1.3 課題來源和研究內(nèi)容13-15
• 第2章 高速銑削溫度場建模15-24
• 2.1 高速銑削溫度場的熱傳導模型建立15-19
• 2.1.1 系統(tǒng)溫度場通用方程15-16
• 2.1.2 基于能量守恒原理的溫度場微分方程的建立16-19
• 2.2 基于加權(quán)余量法的銑削溫度場積分泛函求解19-20
• 2.3 高速銑削溫度場模型的實驗驗證20-22
• 2.3.1 溫度場測量實驗方案20-22
• 2.3.2 溫度場解析與實驗數(shù)據(jù)對比22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 第3章 高速銑削仿真分析24-37
• 3.1 高速銑削仿真的關(guān)鍵問題24-26
• 3.1.1 本構(gòu)模型24
• 3.1.2 刀具的磨損模型24-25
• 3.1.3 切屑分離準則25-26
• 3.2 基于Advant Edge FEM高速銑削有限元仿真過程26-27
• 3.3 基于Advant Edge FEM的高速銑削軌跡優(yōu)選27-33
• 3.3.1 三維仿真模型建立27-28
• 3.3.2 刀具運動軌跡設置28-30
• 3.3.3 銑削曲面時行距的確定算法30-31
• 3.3.4 高速銑削軌跡優(yōu)選31-33
• 3.4 優(yōu)選銑削軌跡的實驗驗證33-36
• 3.4.1 實驗條件33-34
• 3.4.2 實驗方案34
• 3.4.3 實驗結(jié)果對比及分析34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 高速銑削模具鋼表面完整性研究37-54
• 4.1 高速銑削模具鋼的表面粗糙度研究37-41
• 4.1.1 銑削加工的實驗系統(tǒng)37
• 4.1.2 銑削加工實驗方案37-39
• 4.1.3 表面粗糙度影響分析39-41
• 4.2 高速銑削模具鋼的表面殘余應力研究41-46
• 4.2.1 表面殘余應力的試驗設計41-43
• 4.2.2 工藝參數(shù)對表面殘余應力分布的影響43-46
• 4.3 高速銑削模具鋼的表面加工硬化研究46-50
• 4.3.1 表面加工硬化的形成機理46-47
• 4.3.2 工藝參數(shù)對表面加工硬化程度的影響47-50
• 4.4 表面層SEM掃描測試50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章 高速銑削溫度及表面完整性仿真系統(tǒng)研究54-59
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)54
• 5.2 系統(tǒng)運行54-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文63-64
• 致謝64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬艷娣;;高速銑削技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應用[J];現(xiàn)代制造;2006年11期

2 神余道夫;周桂春;;高速銑削式切管機[J];重型機械;1980年02期

3 謝輔軒;;高速銑削葉片槽[J];機械工人.冷加工;1984年08期

4 ;高速銑削在模具中的應用[J];機械工人(熱加工);2000年09期

5 ;專題報道[J];機電信息;2000年12期

6 梁錫昌,鄭小光,徐國斌;超高速銑削的理論研究[J];機械工程學報;2001年03期

7 梁錫昌;實現(xiàn)超高速銑削途徑的探討[J];機械工藝師;2001年01期

8 龔慶壽,朱起凡;高速銑削中的動態(tài)特性及其對加工質(zhì)量的影響[J];湖南工程學院學報(自然科學版);2002年02期

9 呂彥明;球頭刀高速銑削殘留高度研究[J];模具技術(shù);2002年06期

10 ;您對高速銑削技術(shù)還有所保留嗎?——對模具技術(shù)公司車間經(jīng)理Mauricio Soccodato的采訪[J];現(xiàn)代制造;2002年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王義強;郭宏偉;;不銹鋼高速銑削表面質(zhì)量實驗研究[A];增強自主創(chuàng)新能力 促進吉林經(jīng)濟發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學技術(shù)學術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

2 秦哲;王成勇;周莉;胡映寧;林一松;;模具制造中的高速銑削技術(shù)[A];全國生產(chǎn)工程第九屆年會暨第四屆青年科技工作者學術(shù)會議論文集（二）[C];2004年

3 吳欣;張柳;徐鋒;;鈦合金零件高速銑削刀具磨損的試驗研究[A];中國電子學會電子機械工程分會2009年機械電子學學術(shù)會議論文集[C];2009年

4 解希娟;;高速銑削機器人在模具制造中的應用[A];第十五屆全國汽車檢測技術(shù)年會論文集[C];2011年

5 楊斌;徐九華;傅玉燦;耿國盛;蘇林林;;鈷基高溫合金的高速銑削試驗研究[A];2010年“航空航天先進制造技術(shù)”學術(shù)交流論文集[C];2010年

6 張帥;徐九華;葛英飛;傅玉燦;邊衛(wèi)亮;;SiC_p/Al復合材料高速銑削耐用度及工藝優(yōu)化研究[A];2010年“航空航天先進制造技術(shù)”學術(shù)交流論文集[C];2010年

7 肖軍民;;3Cr2Mo模具鋼高速銑削力數(shù)學模型的研究[A];首屆珠中江科協(xié)論壇論文集[C];2011年

8 賈秀杰;王成武;邵子東;李劍鋒;孫杰;;鋁合金高速銑削過程切屑成形機制研究[A];全國第十四屆輕合金加工學術(shù)交流會論文集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋清華;高速銑削穩(wěn)定性及加工精度研究[D];山東大學;2009年

2 周瑞;薄壁零件高速銑削過程中非線性振動的研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

3 許鴻昊;拉伸裝夾高速銑削鈦合金的疲勞特性研究[D];南京航空航天大學;2008年

4 周憶;超高速銑削加工技術(shù)研究[D];重慶大學;2004年

5 耿國盛;鈦合金高速銑削技術(shù)的基礎研究[D];南京航空航天大學;2006年

6 陳英;模具高速銑削刀具軌跡規(guī)劃與工藝參數(shù)優(yōu)選技術(shù)的研究[D];吉林大學;2012年

7 孫全平;高速銑削數(shù)控編程基礎算法的研究與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2005年

8 周莉;高性能石墨高速銑削加工研究[D];廣東工業(yè)大學;2007年

9 張忠松;自由曲面高速銑削工藝規(guī)劃與自主決策技術(shù)[D];吉林大學;2011年

10 劉鵬;超硬刀具高速銑削鈦合金的基礎研究[D];南京航空航天大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宗玉濤;鈦合金TC17高速銑削試驗研究及仿真[D];燕山大學;2015年

2 王海蛟;短電弧高速銑削加工工藝研究[D];山東大學;2015年

3 齊根想;復雜曲面模具鋼高速銑削振動特性研究[D];沈陽理工大學;2015年

4 劉衣昌;42CrMo高強度鋼高速銑削過程中切削力和切削溫度的研究[D];南華大學;2015年

5 韓子淵;SKD61模具鋼高速銑削表面完整性與疲勞壽命研究[D];太原科技大學;2015年

6 倪雪婷;鈦合金高速銑削殘余應力有限元分析及參數(shù)優(yōu)化[D];中北大學;2016年

7 闕q詒，

本文編號：540267