發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 20:22

　　機(jī)械加工的高速化,高精度化和自動(dòng)化方向發(fā)展,對(duì)切屑控制提出了新的要求,切屑的不良會(huì)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(cè)切屑的形態(tài),保障加工安全。而在實(shí)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(dòng)和斷裂,形成“可接受的”良好的切屑形狀,從而實(shí)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(duì)象進(jìn)行不銹鋼切削實(shí)驗(yàn)與仿真,首先運(yùn)用金屬切削原理,對(duì)切削加工過程進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上還原了槽型對(duì)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(yàn)證了磨損參數(shù)對(duì)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(píng)價(jià)復(fù)雜槽型與簡單槽型的切屑成型過程特點(diǎn),還原加工過程中的切屑卷曲形態(tài),對(duì)不同槽型截面的控制規(guī)律進(jìn)行分析與研究。最后以反屑角為優(yōu)化對(duì)象,對(duì)三維斷屑槽的切屑控制進(jìn)行優(yōu)化,并采用共性優(yōu)化方法,以斷屑數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),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(duì)切屑成型有顯著的影響規(guī)律,本文以反屑角為對(duì)象對(duì)切屑的優(yōu)化控制進(jìn)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(jí)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(huì)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(duì)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(jī)理，目為兩大類即由 Komanduri、 Recht 在 20 世紀(jì) 80 年代等提出釋為在：直角自由切削條件下一個(gè)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?cè)诩庸に苄员容^大的材料時(shí)，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(shí)，切削過程會(huì)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(shí)，切削過程會(huì)有波動(dòng)，切削力也有幅度，對(duì)刀具的損壞也比較大。當(dāng)加工的材料脆性及硬度較大時(shí)，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(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[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(jì)[D]. 孫守慧.哈爾濱理工大學(xué) 2014
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[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(duì)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(jī)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(jì)及破損機(jī)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(jì)[D]. 吳克忠.華中科技大學(xué) 2005



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