本文關(guān)鍵詞：超聲橢圓振動切削加工表面特性研究

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【摘要】：零件的加工表面特性對其使用性能有著很大的影響。為了使零件具有較好的加工表面特性,研究人員提出了超聲橢圓振動切削加工方法。在加工過程中,刀具以特殊的運動軌跡對工件進行超聲振動加工,在提高了加工效率的同時改善了工件的加工表面質(zhì)量。 本文從刀具運動過程中前角的動態(tài)變化出發(fā),分析了超聲橢圓振動切削的加工機理和動態(tài)前角利于加工的因素,得出了動態(tài)前角可以降低切深抗力和延長刀具壽命的結(jié)論；基于動態(tài)斷裂力學理論、運動學和能量學,對沖擊載荷作用利于加工的機理進行了研究,并對沖擊載荷作用可以提高加工表面疲勞壽命的機理進行了分析,從材料動態(tài)力學性能的角度給出了材料的屈服強度與超聲橢圓振動切削沖擊壓力產(chǎn)生的應(yīng)變率之間的關(guān)系；本文闡述了加工表面特性形成以及切削溫度的產(chǎn)生原因,并研究了超聲橢圓振動切削對其產(chǎn)生的影響；設(shè)計了夾心式雙彎橢圓超聲切削換能器,并利用NSYS系統(tǒng)進行了有限元分析及仿真。最后分別用普通切削和超聲橢圓振動切削對三種材料進行切削加工,利用表面輪廓儀、硬度顯微計和紅外攝像儀對加工表面粗糙度、表面硬度以及切削溫度進行測量,對比分析了實驗結(jié)果,驗證了超聲橢圓振動切削加工表面特性要優(yōu)于普通切削加工,同時超聲橢圓振動切削相比普通切削可以降低表面粗糙度和切削熱,并使加工表面硬化程度加大,從而提高了表面疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：超聲橢圓振動切削 加工表面特性 動態(tài)前角 沖擊載荷
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-16
• 1.1 課題背景和意義7-8
• 1.2 超聲橢圓振動切削技術(shù)研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 超聲橢圓振動切削技術(shù)的產(chǎn)生8-9
• 1.2.2 國外超聲橢圓振動切削技術(shù)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.3 國內(nèi)超聲橢圓振動切削技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 超聲橢圓振動切削加工表面特性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 超聲橢圓振動切削加工表面特性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 超聲橢圓振動切削加工表面特性研究存在的問題14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 超聲橢圓振動切削機理16-25
• 2.1 超聲橢圓振動切削運動特性分析16-19
• 2.2 超聲橢圓振動切削的動態(tài)剪切機理研究19-20
• 2.2.1 超聲橢圓振動切削動態(tài)剪切機理分析19-20
• 2.2.2 超聲橢圓振動切削利于加工的分析20
• 2.2.3 超聲橢圓振動延長刀具壽命的分析20
• 2.3 超聲橢圓振動切削的切削區(qū)域力學分析20-22
• 2.3.1 切削區(qū)的力學分析20-21
• 2.3.2 超聲橢圓振動切削加工對疲勞壽命的影響21-22
• 2.4 超聲橢圓振動切削沖擊載荷機理研究22-24
• 2.4.1 沖擊載荷作用易于加工的機理分析22-23
• 2.4.2 沖擊載荷延長加工表面疲勞壽命的分析23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 超聲橢圓振動切削加工表面特性研究25-34
• 3.1 已加工表面形成過程25-26
• 3.2 超聲橢圓振動切削對表面粗糙度的影響26-29
• 3.2.1 切削方向理論振紋高度27
• 3.2.2 進給方向刀紋高度27-28
• 3.2.3 影響表面粗糙度的因素分析28-29
• 3.3 超聲橢圓振動切削對表面硬度的影響29-30
• 3.3.1 表面層加工硬化產(chǎn)生的機理研究29-30
• 3.3.2 影響表面硬度的因素分析30
• 3.4 超聲橢圓振動切削降低切削溫度的研究30-31
• 3.5 超聲橢圓振動切削對表面殘余應(yīng)力的影響31-33
• 3.5.1 殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機理研究31-32
• 3.5.2 超聲橢圓振動切削對表面殘余應(yīng)力影響的分析32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 4 超聲橢圓振動切削加工表面特性實驗研究34-57
• 4.1 超聲橢圓振動換能器研制34-41
• 4.1.1 超聲橢圓振動的實現(xiàn)方式34-35
• 4.1.2 夾心式雙彎超聲橢圓振動換能器的研制35-41
• 4.2 超聲橢圓振動切削實驗條件及方法41-44
• 4.3 超聲橢圓振動切削對表面粗糙度影響的實驗44-47
• 4.3.1 不同背吃刀量條件下的表面粗糙度實驗44-46
• 4.3.2 不同轉(zhuǎn)速條件下的表面粗糙度實驗46-47
• 4.4 超聲橢圓振動切削對表面硬度影響的實驗47-52
• 4.4.1 不同背吃刀量條件下的表面硬度實驗48-51
• 4.4.2 不同轉(zhuǎn)速條件下的表面硬度實驗51-52
• 4.5 超聲橢圓振動切削對切削溫度影響的實驗52-56
• 4.5.1 實驗條件及設(shè)備52
• 4.5.2 不同背吃刀量條件下的切削溫度實驗52-55
• 4.5.3 不同轉(zhuǎn)速條件下的切削溫度實驗55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論和展望57-58
• 參考文獻58-63
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文63-64
• 致謝64

【參考文獻】

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本文編號：712784