【摘要】：二十一世紀初以來,高速鐵路、地鐵以及磁懸浮列車在我國得到了蓬勃發(fā)展。鋼軌作為承載列車的重要支撐部件,在列車普遍高速運行的情況下,容易加劇鋼軌的磨損和病害的產(chǎn)生,輪軌之間長時間反復的高速滾動接觸使得鋼軌破壞得愈加嚴重。鋼軌銑磨車作為新型鋼軌修復設備,其銑刀盤是銑磨車加工中最核心的一大構(gòu)件,在銑削加工中能夠去除鋼軌修復的絕大部分加工余量,直接關系到鋼軌銑磨車的作業(yè)質(zhì)量與工作效率。本文為給鋼軌銑磨車銑刀盤銑削去除機理以及優(yōu)選刀具幾何角度提供理論支持,進行了一系列實驗與仿真研究,主要內(nèi)容如下:(1)采用AdvantEdge所建立的銑削仿真模型,得到了實驗工藝參數(shù)下銑削鋼軌材料的銑削力、銑削溫度仿真結(jié)果。借助有限元仿真的便利性,分析了不同刀具角度參數(shù)對銑削溫度、銑削力的影響規(guī)律,能夠為銑刀盤刀具結(jié)構(gòu)的設計提供一定參考價值。(2)在分析正交實驗原理基礎上,基于多因素的正交回歸實驗法,利用粒子群優(yōu)化算法,得出了硬質(zhì)合金刀具銑削高錳鋼的銑削溫度以及銑削力的經(jīng)驗公式,分別研究了主軸轉(zhuǎn)速,進給速度,切削深度以及切削寬度等因素對銑削溫度和銑削力的影響。(3)利用AdvantEdge仿真得到的結(jié)果,分別對正交實驗進行方差與極差分析,以刀具角度、銑削用量為輸入?yún)?shù),以銑削力、銑削溫度作為優(yōu)化目標,對鋼軌材料的銑削加工參數(shù)進行優(yōu)化,能夠?qū)︿撥壐咤i鋼銑削用量和刀具角度的優(yōu)化提供理論依據(jù)和應用指導。(4)通過K型人工電偶測量銑削過程中的刀/工面銑削溫度,對比仿真結(jié)果與實驗結(jié)果,驗證了仿真結(jié)果具有相當?shù)目煽啃�。AdvantEdge建立的仿真模型完全適用于鋼軌材料的銑削實驗分析,可以極大降低實驗成本,對于鋼軌材料的切削仿真具有極大的實際意義。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG54
【圖文】：

２．１．１切削變形理論逡逑１９世紀末，在大量的實驗基礎上人們發(fā)現(xiàn)，切屑是刀具對工件材料進行擠壓逡逑發(fā)生變形和剪切滑移而形成的。如圖２．１所示金屬切削變形區(qū)有三個：變形區(qū)Ｉ、逡逑變形區(qū)ＩＩ和變形區(qū)ＩＩＩ。第Ｉ變形區(qū)主要受剪切力作用，第ＩＩ變形區(qū)和第ＩＩＩ變形區(qū)逡逑受擠壓和摩擦力的作用［１７］。逡逑圖２．１切削變形示意圖逡逑２．１．２金屬切削力理論逡逑銑削過程中銑削力主要來源有兩個方面：一是被切削金屬、切屑和工件表層逡逑金屬的彈、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；二是刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力。逡逑銑削過程中影響銑削力的因素主要有工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)以及切逡逑削參數(shù)等。逡逑學者們對切削力的理論公式進行了大量的計算與分析，但是切削過程復雜多逡逑變，至今也沒能得到與實驗完全符合的理論公式。在大量的實驗中，利用現(xiàn)代先逡逑進設備對切削力進行實時測量，運用數(shù)學建模的方法對測量結(jié)果進行統(tǒng)計分析，逡逑６逡逑

ｔＥｄｇｅ軟件分析流程逡逑ｄｇｅ軟件作為一種有限元分析軟件，其分析流程由三個求解和仿真結(jié)果分析。下面主要通過ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件立進行介紹。逡逑真參數(shù)設置逡逑：ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件工藝定義界面，見圖２．３。需要輸入述（該軟件不支持中文名及中文目錄），再進行工藝選擇。３Ｄ模型的詳細的車削、銑削、鉆削、鏜削、攻絲、切槽；ｅｗ邋Ｐｒｏｊｅｃｔ逡逑Ｐｌａｃｅｄ邋／邋Ｊｏｂ邋Ｎａｍｅ：逡逑Ｐｒｏｔｅｃｔ邋Ｉ邋Ｊｏｂ邋Ｄｅｓｃｒａｐｌｉａｎ：逡逑Ｐｉｏｃｅｓｓ邋Ｔ＾＞ｅ邐＾邐Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ逡逑Ｏ邋，ｔｕｆｎ＞ｎ0ｊ邋．邋Ｕｐ邋ｍｉｌｌｉｎｇ邐－ｕ逡逑Ｓａｖｉｎｇ邋Ｄｏｗｎ邋ｍｉｌｌｉｎｇ邐ｖ．，ｒｎ邐Ｔｏｏｌ逡逑Ｂｉｏａｃｈｉｎｇ邐Ｍｋ：ｉｏ－Ｍ＜ｉｃｈｉｎｉｎｇ邐＾邋Ｊ逡逑？＾

圖２．２切削過程圖逡逑ｔＥｄｇｅ軟件分析流程逡逑ｄｇｅ軟件作為一種有限元分析軟件，其分析流程由三個階求解和仿真結(jié)果分析。下面主要通過ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件進行介紹。逡逑真參數(shù)設置逡逑：ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ軟件工藝定義界面，見圖２．３。需要輸入述（該軟件不支持中文名及中文目錄），再進行工藝選擇。３Ｄ模型的詳細的車削、銑削、鉆削、鏜削、攻絲、切槽等；ｅｗ邋Ｐｒｏｊｅｃｔ逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 全燕鳴;趙婧;黎弋平;;金屬切削刀具和工件的波段發(fā)射率標定[J];機械工程學報;2009年12期

2 郭俊;劉啟躍;王文健;;鋼軌打磨對輪軌滾動接觸斑行為影響研究[J];鐵道建筑;2009年12期

3 郭福安;張梅;;客運專線鋼軌打磨的思考[J];中國鐵路;2008年03期

4 劉啟躍;王文健;周仲榮;;高速與重載鐵路鋼軌損傷及預防技術(shù)差異研究[J];潤滑與密封;2007年11期

5 王文健;陳明韜;郭俊;劉啟躍;;高速鐵路鋼軌打磨技術(shù)及其應用[J];西南交通大學學報;2007年05期

6 李廣杰;;可轉(zhuǎn)位圓弧刃端銑刀在高錳鋼轍叉加工中的應用[J];機械工人(冷加工);2007年01期

7 牛道安;李志強;;提速線路鋼軌打磨作業(yè)方案的探討[J];鐵道建筑;2006年08期

8 尤芳怡;徐西鵬;;紅外測溫技術(shù)及其在磨削溫度測量中的應用[J];華僑大學學報(自然科學版);2005年04期

9 張志華,林克偉;高錳鋼的合理切削條件[J];機械工程師;2005年06期

10 趙振業(yè);高強度合金抗疲勞應用技術(shù)研究與發(fā)展[J];中國工程科學;2005年03期

相關博士學位論文 前1條

1 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

相關碩士學位論文 前3條

1 王海文;基于BP-GA的鋼軌整形切削用量優(yōu)化應用研究[D];西南交通大學;2011年

2 劉雁;面向航空類的切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];西北工業(yè)大學;2006年

3 張銘達;高速重載線路鋼軌打磨方法優(yōu)化研究[D];西南交通大學;2006年

本文編號：2794360