本文關(guān)鍵詞：鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析

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【摘要】：當(dāng)前航空航天、能源動力、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Ω邷丨h(huán)境下具有高強(qiáng)度的微小結(jié)構(gòu)／零件的需求日益增加。鎳基高溫合金具有良好的高溫綜合性能,可很好的滿足耐高溫微小結(jié)構(gòu)／零件材料的要求。微銑削技術(shù)是加工微小零件和高精密零件的一種新興加工技術(shù),可應(yīng)用于制造鎳基高溫合金微小零部件。鎳基高溫合金是一種典型的難加工材料,其微銑削過程中易發(fā)生顫振現(xiàn)象。顫振表現(xiàn)為加工過程中刀具與工件間的強(qiáng)烈振動,將嚴(yán)重影響零件加工精度和加工效率。目前國內(nèi)外還少有針對鎳基高溫合金微銑削過程的穩(wěn)定性研究,因此,有必要開展鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析。本文考慮微銑削過程多重再生效應(yīng)、最小切削厚度和已加工表面材料彈性回復(fù)等的影響,建立了鎳基高溫合金微銑削過程仿真模型并分析其穩(wěn)定性,繪制了穩(wěn)定性葉瓣圖,從而可以選擇適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)以避免顫振。研究成果可為生產(chǎn)實(shí)際中鎳基高溫合金微銑削加工切削參數(shù)的優(yōu)選提供理論和技術(shù)指導(dǎo),對應(yīng)用推廣鎳基高溫合金微銑削加工技術(shù),提高耐高溫微小結(jié)構(gòu)／零件的制造水平具有重要的理論參考價值。研究思路及方法還可為難加工材料的微銑削加工技術(shù)研究提供參考。主要研究內(nèi)容如下：首先,考慮多重再生效應(yīng)、最小切削厚度和已加工表面材料彈性回復(fù)等的影響,建立了微銑削過程瞬時切削厚度模型；為便于使用時域仿真法進(jìn)行微銑削過程的穩(wěn)定性分析,修正了課題組前期研究建立的鎳基高溫合金微銑削力模型。其次,運(yùn)用動柔度耦合法,結(jié)合梁理論解析方法和頻響函數(shù)實(shí)驗(yàn)方法,計(jì)算微銑削系統(tǒng)的刀尖頻響函數(shù)；模態(tài)識別刀尖頻響函數(shù)中的模態(tài)參數(shù),并將其轉(zhuǎn)化為等效物理參數(shù),為時域分析微銑削過程穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。再次,綜合所建立的鎳基高溫合金微銑削力模型,瞬時切削厚度模型及動力學(xué)方程,使用Matlab編程,建立鎳基高溫合金微銑削過程仿真模型；以柔剛性切削系統(tǒng)的最大瞬時切削厚度之比作為理論顫振判據(jù),時域內(nèi)分析鎳基高溫合金微銑削穩(wěn)定性,并繪制穩(wěn)定性葉瓣圖。最后,選擇穩(wěn)定性葉瓣圖上的若干切削參數(shù)組合點(diǎn),進(jìn)行鎳基高溫合金微銑削實(shí)驗(yàn),通過采用SEM掃描電鏡觀察已加工表面形貌和加工過程微銑削力信號功率譜分析相結(jié)合的方法,判斷實(shí)際微銑削過程的狀態(tài),與理論穩(wěn)定性分析結(jié)果對比,驗(yàn)證鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：微銑削 鎳基高溫合金 穩(wěn)定性分析 瞬時切削厚度
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題背景、研究意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 銑削過程動力學(xué)建模10-11
• 1.2.2 銑削過程穩(wěn)定性分析11-13
• 1.2.3 微銑削穩(wěn)定性分析13-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 微銑削過程動力學(xué)建模17-33
• 2.1 微銑削過程特征分析17-20
• 2.1.1 切削刃刃口圓弧半徑的影響17-18
• 2.1.2 最小切削厚度的影響18-19
• 2.1.3 已加工表面彈性回復(fù)的影響19-20
• 2.2 鎳基高溫合金微銑削力模型20-25
• 2.2.1 以剪切效應(yīng)為主導(dǎo)的微銑削力模型20-22
• 2.2.2 以耕犁效應(yīng)為主導(dǎo)的微銑削過程銑削力模型22-25
• 2.3 微銑削動力學(xué)方程25-27
• 2.4 微銑削過程瞬時切削厚度模型研究27-32
• 2.4.1 常規(guī)銑削過程瞬時切削厚度模型27-28
• 2.4.2 微銑削瞬時切削厚度模型28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 微銑削系統(tǒng)動態(tài)特性分析33-57
• 3.1 動柔度耦合法基本理論33-35
• 3.2 微銑削系統(tǒng)刀尖頻響函數(shù)獲取35-39
• 3.3 利用梁理論計(jì)算刀具子結(jié)構(gòu)A部分的頻響函數(shù)39-43
• 3.4 刀尖頻響函數(shù)實(shí)驗(yàn)43-52
• 3.5 微銑削系統(tǒng)的刀尖頻響函數(shù)計(jì)算52-54
• 3.6 刀具的等效結(jié)構(gòu)物理系統(tǒng)參數(shù)轉(zhuǎn)化54-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 4 鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-72
• 4.1 微銑削過程動力學(xué)模型57-58
• 4.2 利用數(shù)值積分法求解微銑削系統(tǒng)動力學(xué)模型58-60
• 4.3 微銑削過程仿真設(shè)置60-62
• 4.4 微銑削過程穩(wěn)定性葉瓣圖的確定62-67
• 4.5 鎳基高溫合金微銑削加工過程穩(wěn)定性葉瓣圖預(yù)測、實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析67-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄 A78-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況98-99
• 致謝99-100

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張福霞;微細(xì)銑削力的建模與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

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本文編號：662653