發(fā)布時間：2017-09-14 06:27

  本文關鍵詞：插銑過程切削力理論建模及其有限元分析

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【摘要】：插銑加工過程可以實現粗加工以及半精加工,是能夠實現最有效的金屬高切削率的方法之一。在航天、精密機械、造船工業(yè)和模具制造業(yè)等行業(yè)中插銑加工法迅速發(fā)展并得到了非常廣泛的應用。本文以水輪機的水斗不銹鋼材料Cr13為實驗材料研究了插銑加工過程。首先,闡述了插銑加工特點以及工作方式,概括分析了插銑加工法在國內外的研究現狀及研究過程中所存在的缺點與不足。根據插銑加工法的機理,主要進行銑削力的研究,把插銑刀具的切削刃和轉動角度分解成各個微元即微小單元,獲得了插銑加工過程中的瞬時銑削力模型及平均銑削力模型。應用MATLAB編程仿真軟件計算出了銑削力模型的最大值,為后續(xù)的實驗驗證做好了理論基礎。其次,簡單介紹了DEFORM仿真軟件的結構、材料庫、流程等模塊,針對水斗不銹鋼材料Cr13工件材料進行了插銑刀具的刀體和刀片材料的選擇。插銑刀具幾何參數設定及三維模型的繪制,應用模型簡化原則在DEFORM-3D軟件中建立仿真模型進行模擬加工,通過后處理分析獲得銑削力、銑削溫度和刀具應力等因素及通過ANSYS的靜力分析獲得了插銑刀的變形量及模態(tài)。最后,闡述了實驗條件及實驗方案,確定了實驗加工設備及實驗采用分析方式。通過考慮插銑振動對插銑加工過程銑削厚度的影響,對平均理論銑削力模型進行了改進。應用插銑加工實驗獲得了三組實驗數據并進行了實驗驗證插銑加工平均銑削力理論模型、DEFORM-3D銑削仿真獲得的仿真銑削力,改進的銑削力理論模型,實現了對插銑加工過程銑削力的預測。
【關鍵詞】：插銑加工 銑削力 有限元分析 銑削振動
【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10-18
• 1.1 課題背景10-11
• 1.1.1 課題的研究目的和意義10-11
• 1.2 課題的國內外研究現狀11-16
• 1.2.1 插銑加工法國內外的研究現狀11-13
• 1.2.2 銑削力建模的研究現狀13-16
• 1.2.3 目前國內外研究存在的問題16
• 1.3 課題研究的主要內容16-18
• 第2章 插銑加工過程銑削力模型18-29
• 2.1 插銑加工的方式及特點18-20
• 2.1.1 插銑加工的方式18-19
• 2.1.2 插銑加工的特點19-20
• 2.2 插銑加工過程銑削力時域模型20-23
• 2.2.1 插銑加工過程瞬時銑削力模型21-22
• 2.2.2 插銑加工過程的銑削力模型22-23
• 2.3 插銑加工過程銑削力系數的分析和確定23-25
• 2.4 插銑加工過程銑削力的計算機仿真25-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 插銑加工過程中的有限元模擬29-44
• 3.1 DEFORM仿真軟件簡介29-30
• 3.1.1 DEFORM-3D軟件結構29-30
• 3.1.2 DEFORM-3D的材料庫30
• 3.1.3 DEFORM-3D前處理流程30
• 3.2 插銑刀具的幾何建模30-32
• 3.2.1 插銑刀結構和插銑刀材料的選擇30-31
• 3.2.2 材料選擇與幾何參數設定31-32
• 3.2.3 插銑刀具的三維幾何建模32
• 3.3 插銑加工仿真模型簡化分析32-34
• 3.4 插銑加工過程仿真模型的建立34-36
• 3.5 插銑加工過程仿真的結果分析36-40
• 3.5.1 插銑加工過程銑削力分析36-37
• 3.5.2 插銑加工過程刀具表面溫度分析37-39
• 3.5.3 插銑加工過程刀具應力分析39-40
• 3.6 插銑刀的靜力分析40-42
• 3.6.1 靜力分析幾何模型的導入40
• 3.6.2 基于ANSYS插銑刀的靜力分析40-42
• 3.7 插銑刀的模態(tài)分析42-43
• 3.8 本章小結43-44
• 第4章 動態(tài)銑削力實驗驗證及銑削力模型的改進44-53
• 4.1 插銑刀的刀體選擇44
• 4.2 實驗條件與方案44-47
• 4.2.1 實驗條件44-45
• 4.2.2 實驗方案45-46
• 4.2.3 銑削力理論模型驗證46-47
• 4.3 插銑加工仿真銑削力驗證47
• 4.4 銑削力理論模型的改進47-49
• 4.4.1 插銑加工過程動態(tài)銑削厚度的分析47-49
• 4.4.2 銑削力模型的改進49
• 4.5 改進的銑削力模型驗證49-52
• 4.6 本章小結52-53
• 結論53-54
• 參考文獻54-58
• 致謝58

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1 陳勇,劉雄偉;在Matlab/Simulink環(huán)境下的動態(tài)銑削力仿真[J];華僑大學學報(自然科學版);2003年02期

2 石莉;賈春德;孫玉龍;;應用小波研究動態(tài)銑削力及預報銑削顫振[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2006年10期

3 蒲金鵬;莊海軍;;基于曲率的圓周銑削銑削力建模[J];機械工程與自動化;2009年04期

4 劉暢;王焱;;鈦合金動態(tài)銑削力預測及其影響因素分析[J];航空制造技術;2010年22期

5 孫燕華;張臣;方記文;郭松;周來水;;不銹鋼0Cr18Ni9銑削力建模與實驗研究[J];機床與液壓;2010年19期

6 王保升;左健民;汪木蘭;;瞬時銑削力建模與銑削力系數的粒子群法辨識[J];機械設計與制造;2012年03期

7 劉璨;吳敬權;李廣慧;譚光宇;;基于單刃銑削力峰值的銑刀偏心辨識[J];機械工程學報;2013年01期

8 李斌;劉曉龍;劉紅奇;毛新勇;;基于驅動電流的動態(tài)銑削力估計方法[J];華中科技大學學報(自然科學版);2013年06期

9 陳章燕;銑削力的計算[J];機床;1979年05期

10 周慶國;銑削力合理計算的分析與探討[J];機械;1997年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前6條

1 李初曄;王海濤;王增新;;銑削力的理論計算與軟件仿真[A];全國先進制造技術高層論壇暨第十屆制造業(yè)自動化與信息化技術研討會論文集[C];2011年

2 張悅琴;肖海波;;銑削力測試及試驗設計[A];2003年11省區(qū)市機械工程學會學術會議論文集[C];2003年

3 秦曉杰;李亮;何寧;單以才;;螺旋銑孔銑削力研究[A];2010年“航空航天先進制造技術”學術交流論文集[C];2010年

4 鄭金興;張銘鈞;孟慶鑫;;面向數控加工物理仿真的銑削力建模與仿真[A];先進制造技術論壇暨第五屆制造業(yè)自動化與信息化技術交流會論文集[C];2006年

5 楊斌;徐九華;傅玉燦;耿國勝;蘇林林;;高速銑削鈷基高溫合金的銑削力研究[A];2010年“航空航天先進制造技術”學術交流論文集[C];2010年

6 羅五四;王林;夏志剛;毛履國;張漢就;;基于Win98的銑削力數據處理軟件的設計[A];面向21世紀的生產工程——2001年“面向21世紀的生產工程”學術會議暨企業(yè)生產工程與產品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

中國博士學位論文全文數據庫 前8條

1 李科選;微銑削加工銑削力建模及刀具磨損規(guī)律研究[D];中國科學技術大學;2016年

2 王保升;瞬時銑削力模型參數辨識及其試驗研究[D];江蘇大學;2011年

3 戚厚軍;低剛度擺線輪緣高速銑削變形與銑削力建模方法[D];天津大學;2009年

4 曹清園;基于銑削力建模的復雜曲面加工誤差補償研究[D];山東大學;2011年

5 李成鋒;介觀尺度銑削力與表面形貌建模及工藝優(yōu)化研究[D];上海交通大學;2008年

6 蔣永翔;復雜制造系統加工穩(wěn)定性在線監(jiān)測及尋優(yōu)控制關鍵技術研究[D];天津大學;2010年

7 魏兆成;球頭銑刀曲面加工的銑削力與讓刀誤差預報[D];大連理工大學;2011年

8 郭強;復雜曲面高性能側銑加工技術與方法研究[D];大連理工大學;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 楊中寶;基于切削圖形的動態(tài)銑削力建模[D];天津理工大學;2011年

2 劉曉龍;基于驅動電流的銑削力高精度實時估計方法研究[D];華中科技大學;2013年

3 馮薇薇;激光輔助微銑削中銑削力及其與刀尖圓弧半徑的關系研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 李全寶;基于電流與振動信號的銑刀磨損監(jiān)測方法研究[D];青島理工大學;2015年

5 江振偉;螺桿指形銑刀動力學分析及刀具齒形優(yōu)化[D];重慶大學;2015年

6 季景蘭;高速銑削RoyAlloy模具鋼銑削力及表面質量研究[D];燕山大學;2015年

7 李斌宇;銑削力與殘余應力耦合作用下的壁板加工變形技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

8 康學洋;Cr13不銹鋼插銑加工過程顫振穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

9 張芮;基于銑削力控制的曲面加工軌跡規(guī)劃方法研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

10 吳迪;淬硬鋼模具銑削拐角銑削力預測研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

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本文編號：848412