首页> 中文学位 >基于有限元方法的GH4169车削过程刀具磨损仿真及试验研究
【6h】

基于有限元方法的GH4169车削过程刀具磨损仿真及试验研究

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 镍基高温合金切削加工过程研究

1.2.2 刀具磨损试验研究

1.2.3 刀具磨损仿真技术研究

1.3 本课题来源及主要研究内容

1.3.1 课题来源

1.3.2 研究内容及方案

第2章 基于DEFORM软件切削仿真关键技术

2.1 有限元分析法及软件简介

2.1.1 有限元分析法

2.1.2 DEFORM软件简介

2.2 有限元仿真关键技术

2.2.1 有限元仿真模型的建立过程

2.2.2 材料本构模型

2.2.3 分离准则

2.2.4 刀屑接触摩擦模型

2.2.5 刀具磨损模型

2.2.6 网格处理技术

2.3 本章小结

第3章 GH4169车削过程刀具磨损有限元仿真

3.1 GH4169车削过程有限元仿真模型的建立

3.1.1 刀具和工件几何模型的建立

3.1.2 刀具及工件的材料选择及网格划分情况

3.2 基于DEFORM-3D的车削过程仿真结果提取

3.2.1 切削力的变化趋势

3.2.2 切削温度分布情况

3.2.3 前刀面刀具磨损分布情况

3.2.4 剪切区等效应力分布情况

3.3 切削参数对切削过程的影响

3.3.1 切削参数对切削力的影响

3.3.2 切削参数对切削温度的影响

3.3.3 切削参数对刀具磨损的影响

3.4 刀具磨损对切削过程物理量的影响

3.4.1 刀具磨损对切削力的影响

3.4.2 刀具磨损对切削温度的影响

3.5 本章小结

第4章 高温合金GH4169车削过程试验研究

4.1 试验条件

4.1.1 试验设备

4.1.2 试验方案

4.2 切削参数对切削过程的影响

4.2.1 切削参数对切削力的影响

4.2.2 切削参数对刀具后刀面磨损量的影响

4.2.3 切削参数对切屑形状的影响

4.3 刀具磨损过程及其对切削力的影响

4.3.1 刀具磨损过程分析

4.3.2 刀具磨损对切削力的影响

4.4 高温合金GH4169车削过程仿真与试验结果对比

4.4.1 不同切削参数下切削力对比

4.4.2 前刀面磨损形貌对比

4.4.3 不同刀具磨损量下切削力对比

4.5 本章小结

第5章 基于有限元仿真的刀具几何参数及槽型优选

5.1 刀具几何参数研究

5.1.1 刀具几何角度研究

5.1.2 刀具刃口参数研究

5.1.3 刀具槽型研究

5.2 刀具几何参数对切削过程的影响

5.2.1 GH4169车削过程有限元仿真建模

5.2.2 刀具几何参数对切削力的影响

5.2.3 刀具几何参数对切削温度的影响

5.2.4 刀具几何参数对刀具磨损的影响

5.3 刀具槽型对切削过程的影响

5.3.1 四种槽型刀具的几何模型建立

5.3.2 刀具槽型对切削过程的影响

5.4 刀具几何参数及槽型的优选结果

5.4.1 刀具几何参数的优选结果

5.4.2 刀具槽型的优选结果

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及专利

致谢

展开▼

摘要

镍基高温合金由于在600℃及以上的高温条件下仍具备较高的强度以及良好的稳定性、抗疲劳性,因此广泛应用于航空发动机盘环轴类零件中。镍基高温合金切削加工过程中的导热性差、加工硬化倾向大等加工特点严重影响了刀具寿命、已加工表面质量、加工成本及效率。因此,研究镍基高温合金切削用涂层硬质合金刀具的磨损规律及分布情况对航空发动机盘环轴类零件的实际加工具有重要意义。
  基于UG NX8.5建立了精确的MJ槽型硬质合金刀片以及不同磨损程度的刀片几何模型。结合有限元仿真关键技术:材料本构模型、分离准则、网格划分技术等,采用有限元仿真软件DEFORM-3D建立了GH4169车削过程三维有限元仿真热力耦合模型。基于有限元的方法获得了不同切削参数下车削过程中切削力的变化规律,切削温度、刀具磨损的分布情况,分析了刀具磨损程度对切削力和切削温度的影响规律。
  对比涂层硬质合金刀具车削GH4169单因素试验所获得的切削力、前刀面磨损形貌等结果,对所建立的仿真模型进行了验证。分析了不同切削参数下切削力、后刀面磨损量以及切屑形状的变化规律。分析了特定切削参数下的刀具磨损过程,确定了该切削参数下的刀具寿命,并进一步分析了刀具磨损程度对切削力的影响。
  为了优化刀具几何参数及槽型,采用有限元仿真软件DEFORM-2D建立了高温合金GH4169车削过程二维正交切削有限元仿真热力耦合模型。分析了刀具前角、后角、刃口钝圆半径以及槽型对切削力、切削温度及刀具磨损的影响,并以最小刀具磨损量为目标对所选的刀具几何参数以及刀具槽型进行了优选。研究成果为镍基高温合金切削用涂层硬质合金刀具的刀具磨损控制以及结构设计优化提供了理论依据和基础。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号