学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高速切削合金铸铁的综合参数优化研究

作　者: 李爱真
导　师: 杜茂华
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 高速切削合金铸铁模拟仿真综合参数优化
分类号: TG506.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 75次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着高速切削机床、刀具等相关设备的发展,作为先进制造技术的重要组成部分,高速切削加工技术得到了更加广泛的应用。在高速切削加工过程中,刀具磨损与切削力和切削温度有着紧密的联系,而刀具几何角度和切削用量等综合切削参数的选取则直接影响着切削力和切削温度的大小,因此需要对切削的综合参数进行研究。本文以合金铸铁为研究对象,以刀具几何角度和切削用量为参数变量,以切削力和切削温度为优化目标进行研究,从而得出优化后的综合切削参数,为企业生产加工提供参考。本文通过对高速切削加工理论及国内外研究现状进行研究,了解了高速切削加工模拟仿真的关键技术,在此基础上,利用大型商业有限元分析软件ABAQUS建立了硬质合金刀具YG8高速切削合金铸铁Cr15Mo的二维正交有限元模型,并进行模拟仿真和结果分析,得出了综合切削参数对切削力和切削温度的影响规律。为了保证有限元模型的正确性,本文进行了高速铣削合金铸铁的试验,得到了正交试验条件下切削力的值,并将切削力的试验值与模拟值进行对比,证明了有限元模型的可靠性,并初步确定了硬质合金刀具高速切削加工合金铸铁的最优参数组合19。在有限元模拟仿真结果的基础上,运用Taguchi稳健设计的方法,对综合切削参数进行了优化,通过正交试验的方差分析和信噪比的对比,得出了基于稳健设计优化后的最优参数组合(共有两组),将该两组参数组合与组合19进行对比,得出了综合切削参数的非劣解集,共有三组参数组合。通过本文的研究,得出了适合于高速切削合金铸铁的有限元模型,并运用Taguchi稳健设计的方法,得出了优化后影响切削力和切削温度的最优综合切削参数的取值,为实际生产加工提供了理论参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 高速切削加工技术  9-15
    1.2.1 高速切削加工的定义及发展历程  9-13
    1.2.2 高速切削加工的优势  13-14
    1.2.3 合金铸铁高速切削的国内外研究现状  14-15
  1.3 本文的研究内容及研究意义  15-16
  1.4 本章小结  16-17
第二章高速切削加工理论基础  17-25
  2.1 高速切削加工切屑形成机理的研究  17-18
  2.2 高速切削加工切削力的研究  18-20
  2.3 高速切削加工切削温度的研究  20-22
    2.3.1 切削热的来源与传递  20-21
    2.3.2 切削温度的分析  21-22
  2.4 刀具几何参数和切削用量对切削力和切削温度的影响  22-24
    2.4.1 刀具几何参数对切削力的影响  22-23
    2.4.2 切削用量对切削力的影响  23
    2.4.3 刀具几何参数对切削温度的影响  23
    2.4.4 切削用量对切削温度的影响  23-24
  2.5 高速切削刀具的磨损与破损  24
  2.6 本章小结  24-25
第三章高速切削合金铸铁有限元模拟  25-43
  3.1 合金铸铁的性质  25-26
  3.2 高速切削有限元模拟的关键技术  26-32
    3.2.1 材料本构关系  26-27
    3.2.2 刀-屑接触摩擦模型  27-29
    3.2.3 材料断裂模型  29
    3.2.4 切屑分离准则  29-30
    3.2.5 热传导控制  30-31
    3.2.6 温度边界条件设定  31
    3.2.7 网格局部加密划分  31-32
  3.3 二维正交切削模型的建立及验证  32-35
    3.3.1 Cr15Mo二维正交切削模型的建立  32-33
    3.3.2 高速切削有限元模型的验证  33-35
  3.4 有限元模拟结果与分析  35-42
    3.4.1 前角对切削力的影响  35-36
    3.4.2 后角对切削力的影响  36-37
    3.4.3 刀尖圆弧半径对切削力的影响  37
    3.4.4 切削速度对切削力的影响  37-38
    3.4.5 进给量对切削力的影响  38-39
    3.4.6 切削深度对切削力的影响  39
    3.4.7 刀具几何角度对切削温度的影响  39-41
    3.4.8 切削用量对切削温度的影响  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章高速铣削合金铸铁试验及分析  43-57
  4.1 正交试验设计  43-45
  4.2 铣削试验  45-48
    4.2.1 铣削试验条件  45-46
    4.2.2 铣削力测力系统工作原理  46
    4.2.3 数据采集与数据分析  46-48
  4.3 试验结果分析  48-51
  4.4 试验结果与模拟结果对比分析  51-55
  4.5 本章小结  55-57
第五章高速切削综合参数的稳健设计  57-67
  5.1 稳健设计的基本原理  57-58
  5.2 稳健设计的分类  58-60
  5.3 稳健设计的试验设计  60-62
  5.4 Taguchi稳健设计  62-66
    5.4.1 信噪比  62-63
    5.4.2 正交试验结果的方差分析  63-66
  5.5 本章小结  66-67
第六章结论与展望  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 展望  68-69
致谢  69-71
参考文献  71-77
附录攻读硕士期间发表学术论文  77

高速切削合金铸铁的综合参数优化研究

内容摘要

全文目录

相似论文