本文關(guān)鍵詞：淬硬鋼模具銑削拐角銑削力預(yù)測研究

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【摘要】：淬硬鋼模具因具有較大的強度、硬度和耐磨性等優(yōu)良性能使其在模具行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,尤其是在汽車覆蓋件模具中。在快速發(fā)展的當(dāng)今世界,隨著人們對汽車的需求越來越大和對汽車的外形要求越來越高,迫使人們需要更加深入的了解淬硬鋼模具的加工技術(shù)。汽車覆蓋件的復(fù)雜性和多樣性使得汽車模具外形多為不規(guī)則形狀。在汽車覆蓋件模具的銑削加工中球頭銑刀應(yīng)用最為廣泛。因此,本文針對球頭銑刀銑削具有拐角外形的淬硬鋼模具進行了研究,通過對模具拐角曲率的分析研究了隨著銑削的進行球頭銑刀銑削力的變化規(guī)律,具體研究內(nèi)容如下:首先,闡述了直角、斜角切削、刃線、螺旋滯后角和瞬時未變形切屑厚度模型。通過分析螺旋滯后角與軸向位置角的關(guān)系,采用向量間夾角公式建立了螺旋滯后角與軸向位置角的函數(shù)關(guān)系模型。進行了單因素槽切實驗并通過線性回歸法獲得了銑削力系數(shù)。其次,基于定曲率下內(nèi)外拐角加工特性,分析了內(nèi)外拐角加工的有效每齒進給量,建立了基于加工特征的銑削力預(yù)測模型。建立了拐角銑削三維有限元仿真模型,分析了球頭銑刀加工內(nèi)外拐角銑削力的變化規(guī)律,對比了直線、內(nèi)拐角、外拐角銑削的銑削力。基于前述理論分析,進行了不同曲率半徑的內(nèi)外拐角仿真,得到不同曲率半徑下的內(nèi)外拐角銑削力變化規(guī)律,通過銑削力實驗驗證了模型和仿真的準確性。最后,依據(jù)前述定曲率拐角加工特征,分析了定曲率、變曲率下內(nèi)外拐角的切入切出角、徑向殘余高度和每齒進給量,建立了定曲率和變曲率的銑削過程變量模型。進行了兩種曲率的銑削過程變量模型仿真,得到了隨著曲率變化的銑削過程變量變化規(guī)律并進行了對比。通過基于曲率時刻變化的拐角加工銑削實驗,得到了隨著加工進行曲率時刻改變的銑削力變化規(guī)律。進行了刀具系統(tǒng)變形的研究,分析了在拐角加工情況下刀具變形對切觸角和瞬時未變形切屑厚度的影響,建立了拐角加工柔性銑削力預(yù)報模型。
【關(guān)鍵詞】：淬硬鋼 球頭銑刀 曲率半徑 銑削力 內(nèi)外拐角
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的來源及研究的目的和意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究的目的和意義10-11
• 1.2 切削力建模的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 未變形切屑厚度及切削力系數(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 銑削力預(yù)報模型研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 拐角加工銑削力研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 刀具變形研究現(xiàn)狀15
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 球頭銑刀銑削力建模17-29
• 2.1 斜角切削模型17-18
• 2.2 銑削力模型建立18-23
• 2.2.1 球頭銑刀刃線幾何模型18-20
• 2.2.2 螺旋滯后角解算20-21
• 2.2.3 銑削力模型建立21-23
• 2.3 切削力系數(shù)辨識23-26
• 2.3.1 平面槽切特點23-24
• 2.3.2 切削系數(shù)辨識模型24-25
• 2.3.3 一元線性回歸分析25-26
• 2.4 切削系數(shù)識別實驗26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 定曲率拐角銑削銑削力預(yù)測研究29-39
• 3.1 定曲率拐角加工特性分析29-32
• 3.2 拐角銑削有限元模型建立32-34
• 3.2.1 材料參數(shù)32-33
• 3.2.2 刀具及工件幾何模型33-34
• 3.3 球頭銑刀拐角銑削仿真與實驗34-38
• 3.3.1 銑削內(nèi)外拐角仿真34-37
• 3.3.2 實驗驗證37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于曲率變化的拐角銑削過程建模39-49
• 4.1 定曲率銑削過程建模39-42
• 4.1.1 外拐角銑削過程分析39-41
• 4.1.2 內(nèi)拐角銑削過程分析41-42
• 4.2 變曲率下銑削過程分析42-43
• 4.3 常曲率模型與變曲率模型仿真對比43-46
• 4.3.1 工件幾何外形選取43-45
• 4.3.2 拐角銑削過程變量仿真45-46
• 4.4 實驗驗證46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第5章 拐角加工柔性銑削力預(yù)測研究49-56
• 5.1 刀具系統(tǒng)變形研究49-51
• 5.2 拐角加工柔性銑削力建模51-55
• 5.2.1 刀具變形對切觸角的影響51
• 5.2.2 刀具變形對瞬時切削厚度的影響51-53
• 5.2.3 拐角加工柔性銑削力預(yù)報53-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 致謝63

【參考文獻】

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本文編號：832130