本文關(guān)鍵詞：超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性研究

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【摘要】：零件的加工表面特性對(duì)其使用性能有著很大的影響。為了使零件具有較好的加工表面特性,研究人員提出了超聲橢圓振動(dòng)切削加工方法。在加工過(guò)程中,刀具以特殊的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)工件進(jìn)行超聲振動(dòng)加工,在提高了加工效率的同時(shí)改善了工件的加工表面質(zhì)量。 本文從刀具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前角的動(dòng)態(tài)變化出發(fā),分析了超聲橢圓振動(dòng)切削的加工機(jī)理和動(dòng)態(tài)前角利于加工的因素,得出了動(dòng)態(tài)前角可以降低切深抗力和延長(zhǎng)刀具壽命的結(jié)論；基于動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)理論、運(yùn)動(dòng)學(xué)和能量學(xué),對(duì)沖擊載荷作用利于加工的機(jī)理進(jìn)行了研究,并對(duì)沖擊載荷作用可以提高加工表面疲勞壽命的機(jī)理進(jìn)行了分析,從材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的角度給出了材料的屈服強(qiáng)度與超聲橢圓振動(dòng)切削沖擊壓力產(chǎn)生的應(yīng)變率之間的關(guān)系；本文闡述了加工表面特性形成以及切削溫度的產(chǎn)生原因,并研究了超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)其產(chǎn)生的影響；設(shè)計(jì)了夾心式雙彎?rùn)E圓超聲切削換能器,并利用NSYS系統(tǒng)進(jìn)行了有限元分析及仿真。最后分別用普通切削和超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)三種材料進(jìn)行切削加工,利用表面輪廓儀、硬度顯微計(jì)和紅外攝像儀對(duì)加工表面粗糙度、表面硬度以及切削溫度進(jìn)行測(cè)量,對(duì)比分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性要優(yōu)于普通切削加工,同時(shí)超聲橢圓振動(dòng)切削相比普通切削可以降低表面粗糙度和切削熱,并使加工表面硬化程度加大,從而提高了表面疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：超聲橢圓振動(dòng)切削 加工表面特性 動(dòng)態(tài)前角 沖擊載荷
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG506
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-16
• 1.1 課題背景和意義7-8
• 1.2 超聲橢圓振動(dòng)切削技術(shù)研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 超聲橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的產(chǎn)生8-9
• 1.2.2 國(guó)外超聲橢圓振動(dòng)切削技術(shù)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)超聲橢圓振動(dòng)切削技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性研究存在的問(wèn)題14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 超聲橢圓振動(dòng)切削機(jī)理16-25
• 2.1 超聲橢圓振動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)特性分析16-19
• 2.2 超聲橢圓振動(dòng)切削的動(dòng)態(tài)剪切機(jī)理研究19-20
• 2.2.1 超聲橢圓振動(dòng)切削動(dòng)態(tài)剪切機(jī)理分析19-20
• 2.2.2 超聲橢圓振動(dòng)切削利于加工的分析20
• 2.2.3 超聲橢圓振動(dòng)延長(zhǎng)刀具壽命的分析20
• 2.3 超聲橢圓振動(dòng)切削的切削區(qū)域力學(xué)分析20-22
• 2.3.1 切削區(qū)的力學(xué)分析20-21
• 2.3.2 超聲橢圓振動(dòng)切削加工對(duì)疲勞壽命的影響21-22
• 2.4 超聲橢圓振動(dòng)切削沖擊載荷機(jī)理研究22-24
• 2.4.1 沖擊載荷作用易于加工的機(jī)理分析22-23
• 2.4.2 沖擊載荷延長(zhǎng)加工表面疲勞壽命的分析23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性研究25-34
• 3.1 已加工表面形成過(guò)程25-26
• 3.2 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面粗糙度的影響26-29
• 3.2.1 切削方向理論振紋高度27
• 3.2.2 進(jìn)給方向刀紋高度27-28
• 3.2.3 影響表面粗糙度的因素分析28-29
• 3.3 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面硬度的影響29-30
• 3.3.1 表面層加工硬化產(chǎn)生的機(jī)理研究29-30
• 3.3.2 影響表面硬度的因素分析30
• 3.4 超聲橢圓振動(dòng)切削降低切削溫度的研究30-31
• 3.5 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面殘余應(yīng)力的影響31-33
• 3.5.1 殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理研究31-32
• 3.5.2 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面殘余應(yīng)力影響的分析32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 4 超聲橢圓振動(dòng)切削加工表面特性實(shí)驗(yàn)研究34-57
• 4.1 超聲橢圓振動(dòng)換能器研制34-41
• 4.1.1 超聲橢圓振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式34-35
• 4.1.2 夾心式雙彎超聲橢圓振動(dòng)換能器的研制35-41
• 4.2 超聲橢圓振動(dòng)切削實(shí)驗(yàn)條件及方法41-44
• 4.3 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面粗糙度影響的實(shí)驗(yàn)44-47
• 4.3.1 不同背吃刀量條件下的表面粗糙度實(shí)驗(yàn)44-46
• 4.3.2 不同轉(zhuǎn)速條件下的表面粗糙度實(shí)驗(yàn)46-47
• 4.4 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)表面硬度影響的實(shí)驗(yàn)47-52
• 4.4.1 不同背吃刀量條件下的表面硬度實(shí)驗(yàn)48-51
• 4.4.2 不同轉(zhuǎn)速條件下的表面硬度實(shí)驗(yàn)51-52
• 4.5 超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)切削溫度影響的實(shí)驗(yàn)52-56
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備52
• 4.5.2 不同背吃刀量條件下的切削溫度實(shí)驗(yàn)52-55
• 4.5.3 不同轉(zhuǎn)速條件下的切削溫度實(shí)驗(yàn)55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論和展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：712784