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車刀切削過程中刀具溫度分布的模擬畢業(yè)論文(專業(yè)版)

2025-08-08 16:22上一頁面

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【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 黃素霞,李河宗,崔堅(jiān),馬希青.基于ABAQUS的金屬切削數(shù)值模擬分析[J].河北工程大學(xué),2009.[2] 郝春水,于善平,田春芳.切削溫度對刀具表面覆蓋膜的影響[J].東北大學(xué)學(xué)報,1994,J5(1),6772.[3] 陽啟華,杜茂華.基于ABAQUS的金屬切削過程中刀具溫度場模擬研究[J ] .工具技術(shù),2008 ,42 (11) :31 33.[4] 蘭國生,閆獻(xiàn)國.深冷處理刀具溫度場的計算機(jī)模擬[J ] .機(jī)械工程與自動化,2005,6:50 52.[5] 孔祥謙.有限單元法在傳熱學(xué)中的應(yīng)用[M] .北京:科學(xué)出版社,1986.[6] 林鋒.二維切削刀具溫度場的測量[J] .機(jī)械科學(xué)與技術(shù)(江蘇),1996 ,25(1):4445.[7] 張維紀(jì),戴振松.切削刀具溫度場的測量裝置[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1992 (1) :68 71.[8] 石東平,張維紀(jì).有限元法計算金屬切削刀具溫度場[J].浙江大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1990,24 (3) :1 5.[9] 羅金,金屬切削刀具[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985.[10] 劉加富,張洪才等.基于ABAQUS的二維金屬切削有限元分析[J] .機(jī)械設(shè)計與制造,2006(10):6870.[11] 孟輝,趙軍等.刀具溫度場的有限元分析[J] .現(xiàn)代制造工程2005 01期:5860.[12] 羅景華,王祥林.瞬時紅外熱成像檢測刀具溫度場[J]. 1989,23(4):8388.[13] 張維紀(jì),戴振松.直角自由切削刀具溫度場的測定[J]. 1992,3:1923.[14] 張朝暉.[M] .機(jī)械工業(yè)出版社,19972.[15] 鄧凡平.[M] .人民郵電出版社,19982.[16] 王松等.有限元分析——ANSYS理論與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,19915.[17] 馬建斌,李淑娟. 基于ANSYS/LS—DYNA的奧氏體不銹鋼切削模擬[A].機(jī)床與液壓,2010,11:38,21[18] LI Zhongqun ,LIU Qiang. Modeling and Analytical Solution of Chatter Stability for Tslot Milling.Chinese Journal of Mechanical Engineering ,2010,1:8893.[19] JIN Chengzhe.Research on Machined Surface Veins Based on Turnmilling Technology [A] .Journal of China Ordnance 1673002X(2009)04024105. 輸出溫度場分布圖1) GUI:Main Menu | General Postproc | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu,出現(xiàn)Contour Nodal Solution Data對話框。如圖622.圖6 23輸入節(jié)點(diǎn)溫度載荷9) GUI:Utility Menu | Select | Everything10) GUI:Utility Menu | Plot | Replot11) GUI:Utility Menu | Select | Entities,出現(xiàn)Select Entities對話框。單擊OK關(guān)閉,如圖66。6 建立刀片模型Solidworks軟件功能強(qiáng)大,組件繁多。雖然應(yīng)用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)劃分網(wǎng)格省時省力,效率很高,但是由于它只能將體劃分成四面體網(wǎng)格,這樣造成有限元模型網(wǎng)格數(shù)量過大,降低了計算的精度和速度,所以在對體進(jìn)行網(wǎng)格劃分時盡量不使用自由網(wǎng)格劃分。所以,我們在前處理中建模的順序也就應(yīng)該是與命令菜單編排相同的順序,即:a) 確定分析目標(biāo)及模型的基本形式;b) 選擇合適的單元類型并考慮如何建立適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格密度;c) 確定實(shí)常數(shù);d) 定義材料屬性;e) 建立實(shí)體模型;f) 劃分網(wǎng)格。 8) 聲場分析 程序的聲學(xué)功能用來研究在含有流體的介質(zhì)中聲波的傳播,或分析浸在流體中的固體結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。2) 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析用來求解隨時間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響。由于切削刃上各點(diǎn)的切削速度可能是不同,計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。 切削表面與切削運(yùn)動切削表面切削加工過程是一個動態(tài)過程, 在切削過程中,工件上通常存在著三個不斷變化的切削表面。適合于制造切削難加工材料的刀具、大尺寸刀具(如滾刀、插齒刀)、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高動載荷下使用的刀具等。 刀具材料應(yīng)具備的性能 高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高,常溫硬度在HRC62以上;耐磨性表示抵抗磨損的能力,它取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量和分布。 5) 刀端角   刀刃前端與刀柄垂直之角度。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。圖21車削刀具的組成車刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前面、后面和副后面等組成。但是,與傳統(tǒng)的加工理論與方法相比,切削技術(shù)仍是一種“年輕”的工藝方法,其理論體系尚不完善,還有許多問題有待于深入研究。其中一些代表入物,對切削溫度的基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了大量系統(tǒng)、深入地研究,并且有專門的著作。二、刀—屑界面上切屑底層金屬的強(qiáng)度隨切削溫度的上升而下降:① 當(dāng)θ >600℃時,刀屑摩擦系數(shù)的下降主要就是由于這個原因。 研究切削溫度的意義切削加工時,切削溫度對工作前角、刀—屑平均摩擦系數(shù),單位切削功率及切屑變形系數(shù)的影響都很大。研究切削溫度可以避免一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失。吉林工業(yè)大學(xué)對車削,北京航空航天大學(xué)對五合金攻絲都相繼進(jìn)行了試驗(yàn)研究,取得了可喜的成果。車刀的切削部分和柄部(即裝夾部分)的結(jié)合方式主要有整體式、焊接式、機(jī)械夾固式和焊接機(jī)械夾固式。刀尖圓弧半徑rε和副偏角kr’一般按加工表面粗糙度的要求而選取。 4) 邊斜角   從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜,此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。選擇車刀主要參數(shù)為:刀片(A320),ltsR(2011711mm),rε=1mm,e=;刀桿(06R2525),Lhb(1402525mm)。2) 高性能高速鋼典型牌號為高碳高速鋼W18Cr4V、高釩高速鋼W6MoCr4V鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8和超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。 在各類金屬切削機(jī)床中,車床是應(yīng)用最廣泛的一類,約占機(jī)床總數(shù)的50%。進(jìn)給運(yùn)動與主運(yùn)動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工,根據(jù)工件表面形狀成形的需要,進(jìn)給運(yùn)動可以是多個,也可以是一個;可以是連續(xù)的,也可以是間歇的。 ANSYS軟件提供的分析類型 ANSYS 軟件提供的分析類型如下: 1) 結(jié)構(gòu)靜力分析 用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。分析結(jié)果可以是每個節(jié)點(diǎn)的壓力和通過每個單元的流率。模型包括所有節(jié)點(diǎn)、單元、材料屬性、實(shí)常數(shù)、邊界條件以及其他用來表現(xiàn)這個物理系統(tǒng)的特征。自由網(wǎng)格劃分是自動化程度最高的網(wǎng)格劃分技術(shù),對所有劃分的模型沒有特殊的要求,可以應(yīng)用于任何模型的網(wǎng)格劃分。而應(yīng)該時刻觀察求解的收斂情況,如果程序出現(xiàn)不收斂的情況,應(yīng)終止程序,查看應(yīng)力,變形,等結(jié)果,以調(diào)整相關(guān)設(shè)置;即使程序收斂,當(dāng)程序計算到一定程度也要終止程序觀看結(jié)果,一方面可能模型有問題,另一方面邊界條件不對,特別是計算子模型時,數(shù)據(jù)輸入的工作量大,邊界位移條件出錯的可能性很大,因而要根據(jù)變形結(jié)果來及時糾正數(shù)據(jù),以免浪費(fèi)機(jī)時,如結(jié)果符合預(yù)期的話,可通過重啟動,從終止的點(diǎn)繼續(xù)計算。5) 單擊Close按鈕,關(guān)閉Element Types對話框。圖6 21選擇節(jié)點(diǎn)對話框7) GUI:Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Thermal | Temperature | On Nodes ,出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)選擇菜單。20) GUI:Main Menu | Solution | Solve | Current LS命令,出現(xiàn)Slove Current Load Step對話框,同時出現(xiàn)STATUS Command窗口,單擊File | Close 命令,關(guān)閉該窗口。做這項(xiàng)研究的目的在于更好的發(fā)展車削技術(shù),同時為指導(dǎo)新型刀具材料的開發(fā)和研究奠定基礎(chǔ)。另外,在校圖書館查找資料的時候,圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。圖6 31刀具溫度模擬輸出結(jié)果4) 選擇Utility Menu/ File/ Exit命令,出現(xiàn)Exit from ANSYS對話框,選擇QuitNo Save!如圖,單擊OK,關(guān)閉ANSYS。在主界面選擇Area 1,2,4,單擊Ok按鈕關(guān)閉該菜單,如圖624。圖 9輸入材料密度5) 選擇Main Menu、Preprocessor、material models behavior一欄中雙擊Linear Isotropic對話框。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作簡單方便、易學(xué)易用。使用這種方法生成的有限元網(wǎng)格形狀規(guī)則,數(shù)量要比相應(yīng)的自由網(wǎng)格少很多,可以大大節(jié)省計算時間,提高計算精度掃掠網(wǎng)格劃分是由面網(wǎng)格經(jīng)過拖拉、旋轉(zhuǎn)、偏移等方式而生成網(wǎng)格的一種網(wǎng)格劃
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