本文關鍵詞：1Cr18Ni9Ti高溫摩擦鉆孔鉆削力理論模型與仿真研究

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【摘要】：奧氏體不銹鋼在航空、航天、化工、石油、建筑及食品等領域得以廣泛應用。然而,此類材料塑性大,導熱系數(shù)小,加工硬化嚴重,屬難加工材料。高溫摩擦鉆孔是一種新型的非傳統(tǒng)鉆孔技術,相比于傳統(tǒng)的孔加工技術,具有快速、高質量、綠色環(huán)保等優(yōu)點。針對奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti薄板工件鉆孔難問題,本文采用高溫摩擦鉆孔這種新型、綠色的鉆孔方式,對其摩擦特性、鉆削力理論模型、加工過程仿真及刀具結構優(yōu)化等相關技術進行比較深入系統(tǒng)地研究,不僅具有重要的理論意義,也有廣泛的應用價值。在高溫摩擦鉆孔研究現(xiàn)狀的基礎上,研究其摩擦特性及影響規(guī)律�；贑A6140車床建立高溫摩擦鉆孔摩擦特性等效試驗平臺;研究不同壓力和速度條件下45鋼和1Cr18Ni9Ti的摩擦特性,揭示壓力和速度對刀具-工件摩擦系數(shù)的影響規(guī)律;建立摩擦系數(shù)經驗公式,為后續(xù)鉆削力理論模型和仿真模型奠定理論基礎�；诟邷啬Σ零@孔刀具獨特的幾何形狀,建立加工過程的鉆削力理論模型�；诘毒叩膸缀螀�(shù),對加工階段進行劃分;基于等效模型建立各階段的鉆削力理論模型;采用該模型對高溫摩擦鉆孔的鉆削力進行預測分析。采用ABAQUS有限元分析軟件對1Cr18Ni9Ti高溫摩擦鉆孔加工過程進行仿真研究。建立刀具和工件的幾何模型,導入有限元軟件中進行網格劃分;建立工件和刀具材料的本構模型;基于加工條件,合理設定邊界條件,建立高溫摩擦鉆孔加工過程仿真模型;研究工件材料在加工過程中的應力分布及變形行為,揭示其變形機理;實現(xiàn)鉆削力的仿真預測,為刀具優(yōu)化提供依據(jù)。結合鉆削力理論模型和仿真模型,對1Cr18Ni9Ti的高溫摩擦鉆孔刀具進行優(yōu)化。建立不同錐角度、不同接觸面積的9種刀具的高溫摩擦鉆孔仿真模型,對其鉆削力和鉆削變形進行分析,確定最優(yōu)幾何參數(shù)的刀具。該方法也可應用于其他難加工材料的刀具優(yōu)化中,因此,本研究為難加工材料高溫摩擦鉆孔優(yōu)化技術奠定理論基礎。本文的創(chuàng)新點在于更細致地考慮高溫摩擦鉆孔時摩擦系數(shù)的變化,建立更準確的高溫摩擦鉆孔鉆削力理論模型和仿真模型�；诖�,提出一種理論模型與仿真模型相結合的刀具優(yōu)化技術,比傳統(tǒng)的優(yōu)化方法——試驗法,更高效、成本更低。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG713.1

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本文編號：1175326