發(fā)布時間：2020-12-04 20:22

　　機械加工的高速化,高精度化和自動化方向發(fā)展,對切屑控制提出了新的要求,切屑的不良會導(dǎo)致切削中斷、引起刀具破損,從而引發(fā)生產(chǎn)安全問題,危及加工技術(shù)人員的安全,金屬切削加工中,合理的切屑控制能夠預(yù)測切屑的形態(tài),保障加工安全。而在實際削加工中,通常是通過斷屑槽使切屑以預(yù)定的方式卷曲、流動和斷裂,形成“可接受的”良好的切屑形狀,從而實現(xiàn)有效的切屑控制,保證加工安全。本課題以帶槽刀具為研究對象進行不銹鋼切削實驗與仿真,首先運用金屬切削原理,對切削加工過程進行研究,在此基礎(chǔ)上還原了槽型對切屑成型的影響規(guī)律,并通過數(shù)值模擬了一種刀具磨損模型,驗證了磨損參數(shù)對切削成型的影響規(guī)律。其次通過有限元軟件還原切削過程,評價復(fù)雜槽型與簡單槽型的切屑成型過程特點,還原加工過程中的切屑卷曲形態(tài),對不同槽型截面的控制規(guī)律進行分析與研究。最后以反屑角為優(yōu)化對象,對三維斷屑槽的切屑控制進行優(yōu)化,并采用共性優(yōu)化方法,以斷屑數(shù)作為評價指標,優(yōu)選槽型反屑角。根據(jù)模擬結(jié)果可以看出,槽型結(jié)構(gòu)參數(shù)對切屑成型有顯著的影響規(guī)律,本文以反屑角為對象對切屑的優(yōu)化控制進行初步的探索,給切削加工安全的研究提供了新的角度,為后續(xù)的切屑控制研究提供... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

課題研究方案

圖 2.1 金屬切削過程變形區(qū)Fig2.1 Adeformed area during metal cutting為：在切屑層在滑移線周圍發(fā)生剪切滑移。如圖所示，在第一主要來自于刀具克服金屬切削變形所消耗的功率。：如圖中，該區(qū)域的位置在刀具的前刀面與切屑底層所接觸為摩擦和擠壓；這種由接觸形式產(chǎn)生的熱量很高，會導(dǎo)致接的發(fā)生磨損和刀具損傷。使靠近刀具前刀面的切屑發(fā)生纖維刀面平行。：如圖中，該區(qū)域發(fā)生在刀具鈍圓部分與刀具后刀面區(qū)域，加工過程中對工件的擠壓和摩擦，由于刀具的刀刃有鈍圓，性變形為主，引起工件回彈，晶粒被拉長，纖維化。理論為條件的切削過程的研究主要在于切屑的鋸齒形成機理，目為兩大類即由 Komanduri、 Recht 在 20 世紀 80 年代等提出釋為在：直角自由切削條件下一個鋸齒狀切屑單元的形成模

圖 2.2 切削形態(tài)Fig.2.2 Cutting type切屑形態(tài)分為均勻性切屑和非均勻性切屑，如上圖所示。波浪型切屑、節(jié)狀型切屑以及不連續(xù)的崩碎型切屑為非均勻切屑。在加工過程中，我們在加工塑性比較大的材料時，為便于清理，我們通常需要形成帶狀切屑，這就要求我們采用較大的刀具前角，較高的切削速度。當(dāng)加工過程中的切屑為帶狀切屑時，切削過程會比較平穩(wěn)，切削力變化較小。而加工過程中形成鋸齒形切屑時，切削過程會有波動，切削力也有幅度，對刀具的損壞也比較大。當(dāng)加工的材料脆性及硬度較大時，需要較高的切削速度，還沒有產(chǎn)生塑形變形的金屬發(fā)生斷裂形成鋸齒形切屑，推出帶狀切屑的數(shù)學(xué)模型[55]，如圖 2.2 所示。其中變形系數(shù)為 、242b b aca 剪切角 、 刀具后角o 、剪 應(yīng)變 定義為： sincos()ochcDchvvhh 經(jīng)過變換后：oo sincostan (2-1)(2-2)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]車削奧氏體不銹鋼刀片斷屑槽研究[J]. 冉龍姣,唐子淇,鄢強,王成啟.  成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9切削過程的有限元切削模擬[J]. 咸成吉,樸成道,尹鳳哲.  延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[3]刀具斷屑槽對切削過程影響的數(shù)值模擬[J]. 楊天恩,熊計,孫蘭,羅堉平,龍新延.  硬質(zhì)合金. 2011(04)
[4]超精密切削切屑形成過程的SPH方法模擬研究[J]. 王永剛.  中國機械工程. 2009(23)
[5]材料常用流動應(yīng)力模型研究[J]. 李宏燁,莊新村,趙震.  模具技術(shù). 2009(05)
[6]復(fù)雜斷屑槽型對切屑截面影響分析[J]. 劉二亮,李振加.  黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(02)
[7]新型圓弧角回轉(zhuǎn)斷屑器設(shè)計與切屑折斷實用預(yù)報公式的建立[J]. 唐偉,顧立志.  工具技術(shù). 2009(04)
[8]高速切削鈦合金Ti6Al4V切屑的形成及其數(shù)值模擬[J]. 曹自洋,何寧,李亮,朱文明.  中國機械工程. 2008(20)
[9]三維復(fù)雜槽型車刀片切屑折斷界限的研究[J]. 劉二亮,韓榮第,譚光宇,李振加,張慧萍.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2008(04)
[10]刀具槽型結(jié)構(gòu)對切削過程影響的仿真研究[J]. 龍新延,熊計,畢泗慶.  工具技術(shù). 2008(01)

碩士論文
[1]可轉(zhuǎn)位切槽刀片斷屑的仿真研究與優(yōu)化設(shè)計[D]. 王文韜.西南石油大學(xué) 2014
[2]筒節(jié)材料加工切屑折斷力學(xué)特性分析及刀具優(yōu)化設(shè)計[D]. 孫守慧.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[3]高速切削不銹鋼切屑形成微觀機理研究[D]. 于海洋.大連理工大學(xué) 2012
[4]超硬鋁合金7A04高速銑削鋸齒狀切屑研究[D]. 盧建闖.燕山大學(xué) 2011
[5]奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的低溫切削研究[D]. 馬建斌.太原科技大學(xué) 2010
[6]高速切削淬硬鋼切屑形成過程及溫度場有限元模擬研究[D]. 李園園.大連理工大學(xué) 2009
[7]刀具槽型結(jié)構(gòu)及表面涂層對切削過程影響的仿真研究[D]. 龍新延.四川大學(xué) 2007
[8]可轉(zhuǎn)位刀片的磨損機理及斷屑性能研究[D]. 倪蘭.華中科技大學(xué) 2007
[9]硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片斷屑槽設(shè)計及破損機理研究[D]. 馮鳴.華中科技大學(xué) 2007
[10]可轉(zhuǎn)位刀片三維斷屑槽的研究及設(shè)計[D]. 吳克忠.華中科技大學(xué) 2005



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