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切削RTCr2合金铸铁切削过程仿真与切削用量优化

收藏本文 2024-03-11 点赞:5660 浏览:15556 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着机械加工的进展,高速加工已成为机械加工的进展方向之一,以20世纪30年代至今,高速加工逐步以概念进展到初步地实际运用,现已成为先进制造技术的核心技术之一。高速加工以其高加工效率、高加工精度以及环境友好型加工方式等特点,在精密机械的制造和难加工材料的加工中有很好的运用前景。在高速切削加工中,各切削用量对切削力和切削温度有很大的影响,而切削力和切削温度又影响着刀具磨损、被加工件的表面质量和加工精度。由此,对高速切削中各切削用量进行优化是很有作用的探讨课题。本课题以高速切削中切削用量(切削速度、每齿进给量和背吃刀量)为探讨对象,以切削力为衡量指标,以优化高速切削中各切削用量为探讨目标进行探讨。在本课题中,首先对高速切削加工的定义、其国内外探讨的近况以及本课题的探讨策略和思路进行了综述。接着阐述与本课题探讨有密切联系的高速切削加工基础论述。然后在有关论述和相关探讨结果的基础上,对刀具材料及其几何参数进行选择,并在选定被加工材料的基础上,通过对材料模型、切屑分离准则、摩擦模型、接触模型等关键技术的浅析和相关参数选择,利用ABAQUS有限元浅析软件建立三维切削有限元模型,进行高速切削历程的仿真。与此同步,进行高速切削实验,在高速切削实验中各切削用量尽量做到与仿真历程的各切削用量一致,以验证仿真结果是否合理。在得到仿真数据和实验数据的基础上,进行比较浅析。并在在实验所得数据的基础上,运用田口法对高速切削中各切削用量进行优化,得到优化的切削用量。通过本课题的探讨,不仅得出了RTCr2合金铸铁材料较合理的有限元模型,而且在一定范围内得到了用硬质合金刀具高速切削RTCr2合金铸铁材料的优化切削用量。希望本课题的探讨能为高速切削探讨提供参考。关键词:高速切削论文数值模拟论文切削用量论文优化论文

    摘要3-4

    Abstract4-9

    第一章 绪论9-21

    1.1 引言9

    1.2 高速切削加工技术介绍9-13

    1.2.1 高速切削加工的定义及优越性9-10

    1.2.2 高速切削加工的进展10-13

    1.3 高速切削刀具技术13-16

    1.3.1 高速切削加工对刀具材料的要求14

    1.3.2 高速切削刀具类型和特点14-16

    1.4 有限元仿真浅析策略介绍16

    1.5 论文的探讨背景、探讨内容及探讨策略16-21

    1.5.1 论文的探讨背景16-19

    1.5.2 论文的探讨内容和探讨策略19-21

    第二章 高速切削加工的基础论述21-31

    2.1 高速切削加工的加工方式的探讨21

    2.2 高速切削加工中切屑的探讨21-23

    2.3 高速切削加工中切削力的探讨23-25

    2.3.1 高速切削加工中切削力的产生23-24

    2.3.2 高速切削加工中切削力的浅析24-25

    2.4 高速切削加工中切削热的探讨25-27

    2.4.1 高速切削加工中切削热的产生25

    2.4.2 高速切削加工中切削热的特点25-26

    2.4.3 高速切削加工中切削热的传递26

    2.4.4 高速切削加工中温度计算策略26-27

    2.5 高速切削加工中切削温度的测量27-28

    2.6 高速切削刀具的磨损与破损28-29

    2.7 本章小结29-31

    第三章 高速切削RTCr2有限元模拟31-49

    3.1 RTCr2合金铸铁的性质31

    3.2 高速铣削实验中刀具材料的选择31-33

    3.2.1 高速切削加工中刀具选择的基本原则31-32

    3.2.2 高速切削实验中刀具选择32-33

    3.3 RTCr2高速切削的有限元模拟33-35

    3.3.1 RTCr2三维切削模型的建立33-34

    3.3.2 切削用量的选择起34-35

    3.4 有限元模型的参数选择35-40

    3.4.1 材料模型的建立35-37

    3.4.2 切屑分离准则37-38

    3.4.3 摩擦接触模型38

    3.4.4 材料断裂模型38-39

    3.4.5 热传导制约39

    3.4.6 网格的划分39

    3.4.7 温度边界条件的设定39-40

    3.5 仿真的结果及浅析40-47

    3.5.1 仿真的结果采集40-42

    3.5.2 切削用量探讨和数据浅析的策略42-43

    3.5.3 有限元仿真结果的浅析43-47

    3.6 小结47-49

    第四章 田口法的原理49-57

    4.1 田口法的基本的概念49-51

    4.1.1 特性值49-50

    4.1.2 质量损失函数50

    4.1.3 制约因素和误差因素50-51

    4.2 稳健实验设计中SNR的选择51-52

    4.2.1 SNR的定义51-52

    4.2.2 SNR计算式的选择52

    4.3 正交表介绍52-54

    4.3.2 正交表的定义及其代号的含义52-53

    4.3.3 正交表的分类53

    4.3.4 正交表的性质和特点53-54

    4.4 方差浅析54-55

    4.5 小结55-57

    第五章 高速铣削加工铣削力实验57-67

    5.1 高度铣削加工铣削力测量的原理57-58

    5.2 实验条件58

    5.2.1 铣削机床的选择58

    5.2.2 高速铣削实验的刀具、工件和加工方式58

    5.2.3 高速铣削实验切削力的测量仪器58

    5.3 试验设计58-60

    5.3.1 实验的实施步骤58-59

    5.3.2 选择制约因素和噪声因素59

    5.3.3 正交表的设计59-60

    5.4 基于田口策略的切削用量优化60-61

    5.4.1 信号与干扰比浅析60

    5.4.2 方差浅析60-61

    5.4.3 对优化的切削用量的实验验证61

    5.5 高速铣削加工切削力实验的结果浅析61-64

    5.5.1 高速铣削加工中切削用量对切削力的影响规律61-62

    5.5.2 高速铣削加工的切削力实验结果浅析62-64

    5.6 仿真结果与切削结果的比较浅析64-66

    5.7 小结66-67

    第六章 结论与展望67-69

    6.1 结论67-68

    6.2 本论文的革新点68

    6.3 展望68-69

    致谢69-71

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