本論文以降低車削溫度、減小車刀變形和折斷切屑為目的,對車刀結構進行優(yōu)化設計,主要研究內容包括以下幾個方面:(1)設計改進刀具結構。首先,對刀具進行三維建模。然后用有限元軟件進行仿真分析,不斷優(yōu)化改進。最終,設計刀片上的高壓射流孔徑為1mm時滿足強度要求。(2)研究分析刀具的應力場和溫度場。對優(yōu)化前和優(yōu)化后的車刀的應力場和溫度場進行有限元仿真分析。對于車刀應力場,與優(yōu)化前的車刀相比,優(yōu)化后的內冷式車刀的應力有所增加,但是幅度不大,幾乎可以忽略不計。對于溫度場,與優(yōu)化前的車刀相比,優(yōu)化后的內冷式車刀大幅度降低。并且隨著切削用量的增大,切削溫度上升幅度大幅度地降低。最后,又仿真分析了考慮切削熱影響條件下的應力場。仿真結果表明:優(yōu)化后的內冷式車刀的耦合應力場要小于優(yōu)化前車刀的耦合應力場。(3)研究分析了刀具的變形情況。對車刀的受力變形、受熱變形以及耦合變形分別進行了研究。在受力變形方面,與優(yōu)化前的車刀相比,優(yōu)化后的車刀的變形量稍微有所增加,但是幾乎可以忽略不計。在受熱變形方面,與優(yōu)化前的車刀相比,優(yōu)化后的內冷式車刀的變形量大幅度地降低;并且隨著進給量的增大,變形量增幅不大。在熱固耦合方面,與優(yōu)化...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 外圓車刀
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 刀具應力場的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 刀具溫度場的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 刀具變形的研究
        1.3.4 斷屑機理的研究
    1.4 本課題研究的主要內容和目標
第二章 COMSOL有限元分析刀具應力場和溫度場
    2.1 COMSOL軟件簡介
    2.2 金屬切削刀具的切削力
        2.2.1 刀具力學模型的建立
        2.2.2 材料和方法
        2.2.3 切削力的計算
    2.3 溫度場分析
    2.4 應力溫度場耦合分析
        2.4.1 優(yōu)化前金屬切削刀具的熱應力分析
        2.4.2 優(yōu)化后的金屬切削刀具的熱應力分析
    2.5 本章小結
第三章 COMSOL有限元分析刀具變形
    3.1 刀具變形分析
        3.1.1 刀具的受力變形
        3.1.2 刀具的受熱變形
        3.1.3 刀具的熱固耦合變形
    3.2 內冷式車刀變形分析
        3.2.1 內冷式車刀的受力變形
        3.2.2 內冷式車刀的受熱變形
        3.2.3 內冷式車刀的熱固耦合變形
    3.3 優(yōu)化前和優(yōu)化后車刀的對比分析
        3.3.1 優(yōu)化前和優(yōu)化后車刀的受力變形分析
        3.3.2 優(yōu)化前和優(yōu)化后車刀的熱變形分析
        3.3.3 優(yōu)化前和優(yōu)化后車刀的熱固變形分析
    3.4 本章小結
第四章 切削變形理論分析
    4.1 金屬切削變形
    4.2 切削變形區(qū)的劃分以及各切削變形區(qū)的變形規(guī)律
    4.3 切削過程中的三個變形區(qū)
    4.4 切屑的種類
    4.5 切屑的卷曲
    4.6 切屑的折斷
    4.7 DEFORM對金屬切屑變形的有限元仿真分析
        4.7.1 DEFORM軟件簡介
        4.7.2 二維模型切削仿真分析
        4.7.3 三維模型切削仿真分析
    4.8 本章小結
第五章 金屬切屑斷屑的實驗研究
    5.1 實驗系統(tǒng)的組成
    5.2 實驗系統(tǒng)的工作原理
    5.3 實驗材料與實驗方案
        5.3.1 鋁材料的切削加工實驗
        5.3.2 45號鋼的切削加工實驗
        5.3.3 不銹鋼的切削加工實驗
    5.4 加工后的零件表面粗糙度的對比分析
        5.4.1 測量方法
        5.4.2 測量方案
        5.4.3 金屬鋁的粗糙度對比分析
        5.4.4 45鋼的粗糙度對比分析
        5.4.5 不銹鋼的粗糙度對比分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：4017513