34CrNiMo6高強度鋼材料具有較高的強度和硬度以及優(yōu)越的抗疲勞性、抗沖擊性,較好的低溫韌性和回火脆性,所以廣泛應用于橋梁、建筑、船舶、車輛、炮彈等各種對強度和韌性要求較高的工程結(jié)構(gòu)和軍工產(chǎn)品中。該材料的特性使它成為典型的難加工材料。在高強度鋼的切削過程中,切削力大、切削溫度高等因素加快了刀具磨損,造成了加工效率低和生產(chǎn)成本高等問題,極大地限制了高強度鋼的生產(chǎn)應用。有效的預測與界定切削過程中刀具的磨損特征,提高產(chǎn)品的尺寸精度和生產(chǎn)效率,一直是國內(nèi)外切削領(lǐng)域中一個急需解決的課題。有限元切削仿真技術(shù)的進步和應用為刀具磨損的預測奠定了基礎(chǔ),是實現(xiàn)本課題的關(guān)鍵與重點。課題主要是基于AdvantEdge限元仿真軟件對切削過程中刀具磨損的特征展開研究。建立刀具磨損仿真模型并通過車削試驗加以驗證;通過正交仿真試驗的方法分別分析刀具幾何角度和切削參數(shù)對刀具磨損過程中切削力、切削溫度及刀具后刀面磨損量的影響規(guī)律;建立切削參數(shù)關(guān)于切削力和切削溫度的經(jīng)驗公式。在選擇適合的高強度鋼切削參數(shù)范圍內(nèi),結(jié)果表明:(1)有限元仿真結(jié)果與試驗結(jié)果整體趨勢保持一致,驗證了刀具磨損仿真模型的有效性。(2)刀具幾何角度中切...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
        1.1.1 課題研究的背景
        1.1.2 課題研究的意義
    1.2 高強度鋼的概述
        1.2.1 高強度鋼的分類
        1.2.2 高強度鋼的加工特點
    1.3 刀具磨損的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 基于AdvantEdge切削仿真過程分析
    2.1 AdvantEdge FEM介紹
    2.2 AdvantEdge FEM切削仿真的關(guān)鍵技術(shù)
        2.2.1 切削仿真模型設(shè)置
        2.2.2 網(wǎng)格劃分技術(shù)
        2.2.3 材料的本構(gòu)模型
        2.2.4 損傷模型
        2.2.5 接觸摩擦模型
        2.2.6 刀具的選擇
        2.2.7 仿真后處理
    2.3 仿真結(jié)果
        2.3.1 切削溫度仿真
        2.3.2 切削力仿真
        2.3.3 刀具滑移速度仿真計算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 切削高強度鋼刀具磨損模型的建立
    3.1 刀具的磨損形態(tài)
    3.2 刀具的磨損機理
        3.2.1 磨料磨損
        3.2.2 粘結(jié)磨損
        3.2.3 擴散磨損
        3.2.4 氧化磨損
    3.3 常用刀具磨損模型特點分析
        3.3.1 泰勒公式
        3.3.2 村田和竹山磨損模型
        3.3.3 Archard磨損模型
        3.3.4 Usui磨損模型
    3.4 刀具磨損仿真模型的建立
        3.4.1 刀具磨損率的計算
        3.4.2 基于Usui磨損模型常量的計算
    3.5 本章小結(jié)
第4章 刀具磨損仿真模型有效性的試驗驗證
    4.1 刀具磨損仿真分析流程
    4.2 刀具磨損仿真過程分析
        4.2.1 切削仿真參數(shù)設(shè)置
        4.2.2 二維刀具磨損仿真
        4.2.3 刀具磨損特征分析
        4.2.4 三維刀具磨損仿真
    4.3 切削試驗條件
        4.3.1 工件材料
        4.3.2 刀具材料
        4.3.3 加工機床
        4.3.4 刀具磨損測量設(shè)備
    4.4 試驗結(jié)果
        4.4.1 刀具的磨損形貌
        4.4.2 刀具后刀面磨損量
        4.4.3 刀具前刀面磨損位置
    4.5 仿真與試驗結(jié)果對比
        4.5.1 切削力的對比
        4.5.2 不同切削長度下前刀面磨損位置的對比
        4.5.3 不同切削長度下后刀面磨損量的對比
    4.6 本章小結(jié)
第5章 刀具幾何角度對切削過程影響的仿真研究
    5.1 刀具幾何角度的功用
    5.2 正交仿真實驗方案設(shè)計
    5.3 仿真實驗結(jié)果極差分析
        5.3.1 切削力正交實驗結(jié)果極差分析
        5.3.2 切削溫度正交實驗結(jié)果極差分析
        5.3.3 刀具幾何角度影響規(guī)律直觀分析
    5.4 仿真實驗結(jié)果方差分析
        5.4.1 切削力F_c方差分析
        5.4.2 切削力F_f方差分析
        5.4.3 切削溫度T方差分析
    5.5 刀具幾何角度對刀具磨損的影響
        5.5.1 后刀面磨損量的極差分析
        5.5.2 后刀面磨損量的直觀分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 切削參數(shù)對切削過程影響的仿真研究
    6.1 正交仿真實驗方案設(shè)計
    6.2 仿真實驗結(jié)果極差分析
        6.2.1 切削力正交實驗結(jié)果的極差分析
        6.2.2 切削溫度正交實驗結(jié)果的極差分析
        6.2.3 切削參數(shù)影響規(guī)律的直觀分析
    6.3 仿真實驗結(jié)果方差分析
        6.3.1 切削力F_c方差分析
        6.3.2 切削力F_f方差分析
        6.3.3 切削溫度T方差分析
    6.4 建立切削力和切削溫度的經(jīng)驗公式
    6.5 切削參數(shù)對刀具磨損的影響
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝



本文編號：3834394