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薄壁件铣削加工的数值仿真与分析

作　者: 邱克鹏
导　师: 张卫红
学　校: 西北工业大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 铣削加工过程仿真力学模型超单元法
分类号: TG54
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 355次
引　用: 2次
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内容摘要

本文密切结合先进制造技术快速发展的需求，系统地研究了如何运用有限元数值仿真计算技术来模拟铣削加工过程。本文的主要工作是建立铣削力模型，并预报因铣削变形而引起工件变形误差。论文首先阐述了切削的基本原理，在此基础之上建立了切削力模型，并考虑了周铣和端铣力学模型；然后介绍了有限元法，并将其引入加工变形的计算中去，通过简单的二维加工(车削)过程仿真计算进行了验证说明。论文的工作重点是在铣削加工仿真中引入超单元技术。因只需计算工件加工表面的变形误差，所以在计算大型问题时，使用超单元技术能够大大提高计算效率。最后对铣削加工进行数值仿真计算，并结合两个典型的零件实例，分别对两种铣削(周铣、端铣)进行数值分析计算，从工件表面的误差分布显示便可以分析加工质量精度。在计算过程中，分别采用直接法和超单元法进行计算，并对计算过程和计算结果进行对比，从而说明了在对铣削加工数值仿真计算时采用超单元方法的有效性。本研究属于基础性研究，在航空制造工程中数值仿真计算方面具有潜在的应用价值；在提高加工精度，降低生产成本，提高加工效率等方面具有重要的经济效益。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 论文研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究综述  9-12
    1.2.1 国内研究现状  10
    1.2.2 国外研究现状  10-12
  1.3 研究内容及方法  12
  1.4 本章小结  12-13
第二章切削过程基本机理和力学模型  13-25
  2.1 切削加工的基本机理  13-16
    2.1.1 相对滑移  14-15
    2.1.2 切削变形系数  15-16
    2.1.3 相对滑移与变形系数的关系  16
    2.1.4 研究切削机理的意义  16
  2.2 铣削加工的力学模型  16-24
    2.2.1 切削力模型  16-20
    2.2.2 铣削力模型  20-24
      2.2.2.1 周铣  21-22
      2.2.2.2 端铣  22-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章有限元法及其在切削加工变形中的应用  25-35
  3.1 有限单元法  25-27
    3.1.1 基本原理  25-26
    3.1.2 计算步骤  26-27
  3.2 工件加工变形有限元计算  27-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章超单元方法原理及其使用  35-44
  4.1 超单元方法的原理  35-37
    4.1.1 超单元方法介绍  35
    4.1.2 超单元方法的原理  35-37
  4.2 在切削加工中引入超单元的意义  37
  4.3 超单元使用方法及举例说明  37-43
    4.3.1 使用方法  37-38
    4.3.2 算例  38-43
  4.4 本章小结  43-44
第五章铣削加工数值仿真计算  44-58
  5.1 铣削加工模型  44-47
  5.2 立铣加工的数值仿真计算  47-53
    5.2.1 圆柱螺旋铣刀的有限元模型  47-49
    5.2.2 口框零件铣削仿真计算  49-53
  5.3 端铣加工的数值仿真计算  53-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 论文的主要工作  58
  6.2 论文的展望  58
  6.3 心得体会  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64

薄壁件铣削加工的数值仿真与分析

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