蜂窝芯材料超声切削盘刀设计与研究
发布时间：2023-10-17 19:04
随着Nomex蜂窝芯材料应用场合不断扩大,市场需求也随之越来越大,同时对其质量的要求也越来越高,Nomex蜂窝芯材料本身的品质已经达到了很高的水平,现在制约着这种材料广泛应用的是其对加工的较高要求。Nomex蜂窝芯材料是一种典型的难加工材料,传统的高速铣削容易导致基体出现毛刺、外形缺陷等现象,难以达到优质高效的加工。针对这些问题,相关学者将超声切削技术引入到Nomex蜂窝芯材料加工领域中来,但是我国起步较晚,目前对超声铣削技术的研究还处于初级阶段。国内超声加工设备主要采用从国外购买的方式,但是其关键技术无法获得。本文通过结构创新设计,设计了具有锋利切削刃的锯齿圆盘刀,以实现Nomex蜂窝芯材料优质高效的切削加工。主要研究内容与成果如下:(1)通过对Nomex蜂窝芯材料的性能特点分析总结,创新设计了一种具有锋利切削刃的锯齿圆盘刀,建立了锯齿圆盘刀超声加工切削力模型,检验了本文设计的锯齿圆盘刀在超声切削条件下有效的降低了切削力。(2)设计了切削系统稳定性仿真试验,采用MATLAB软件的SIMULINK模块建立出超声切削系统稳定性仿真模型,通过仿真实验得出:主轴转速在0～1400r/min范...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 Nomex蜂窝芯材料特点及应用
1.1.2 超声切削技术特点及应用
1.1.3 超声切削刀具
1.2 研究目的与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内超声振动加工刀具研究
1.3.2 国外超声振动加工刀具研究
1.4 本课题研究方案
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.4.3 创新点
第2章 变幅杆及锯齿圆盘刀结构设计
2.1 变幅杆结构设计
2.1.1 超声振动加工设备组成
2.1.2 变幅杆的计算设计
2.2 锯齿圆盘刀材料选则
2.2.1 锯齿圆盘刀材料具备的性能分析
2.2.2 锯齿圆盘刀材料的选择
2.3 锯齿圆盘刀结构设计
2.4 锯齿圆盘刀涂层设计
2.4.1 刀具表面涂层特点
2.4.2 刀具涂层材料选择
2.5 锯齿圆盘刀超声加工切削力
2.6 本章小结
第3章锯齿圆盘刀结构参数设计
3.1 刀具切削齿结构参数设计
3.1.1 系统稳定性仿真实验
3.1.2 MATLAB/SIMULINK仿真模型的建立
3.1.3 仿真结果及分析
3.2 建立锯齿圆盘刀模态分析数学模型
3.3 锯齿圆盘刀模态分析
3.3.1 ABAQUS软件简介
3.3.2 模态分析基本知识
3.3.3 锯齿圆盘刀有限元模型
3.4 刀具参数对刀具模态的影响
3.4.1 同一参数不同阶模态分析
3.4.2 不同参数模态分析
3.5 刀具直径、楔角及后角参数设计
3.6 本章小结
第4章 刀具参数对蜂窝芯超声切削性能影响分析
4.1 Nomex蜂窝芯材料切削仿真
4.1.1 加工仿真基本知识
4.1.2 ABAQUS软件切削仿真步骤
4.2 超声切削有限元仿真模型的建立
4.2.1 超声切削锯齿圆盘刀
4.2.2 Nomex蜂窝芯材料
4.2.3 切削失效准则
4.2.4 网格划分及边界条件
4.3 仿真结果及分析
4.3.1 刀具参数对切削力的影响
4.3.2 刀具参数对切削温度的影响
4.4 本章小结
第5章 锯齿圆盘刀结构优选及切削实验
5.1 刀具结构参数优选
5.2 变幅杆和锯齿圆盘刀装备体谐响应分析
5.2.1 谐响应分析基本知识
5.2.2 刀具装备体有限元仿真模型的建立
5.2.3 仿真结果及分析
5.3 切削用量对锯齿圆盘刀应力场和变形的影响
5.3.1 载荷计算
5.3.2 模型建立及参数设置
5.3.3 仿真结果及分析
5.4 Nomex蜂窝芯切削效果
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3854834
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 Nomex蜂窝芯材料特点及应用
1.1.2 超声切削技术特点及应用
1.1.3 超声切削刀具
1.2 研究目的与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内超声振动加工刀具研究
1.3.2 国外超声振动加工刀具研究
1.4 本课题研究方案
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.4.3 创新点
第2章 变幅杆及锯齿圆盘刀结构设计
2.1 变幅杆结构设计
2.1.1 超声振动加工设备组成
2.1.2 变幅杆的计算设计
2.2 锯齿圆盘刀材料选则
2.2.1 锯齿圆盘刀材料具备的性能分析
2.2.2 锯齿圆盘刀材料的选择
2.3 锯齿圆盘刀结构设计
2.4 锯齿圆盘刀涂层设计
2.4.1 刀具表面涂层特点
2.4.2 刀具涂层材料选择
2.5 锯齿圆盘刀超声加工切削力
2.6 本章小结
第3章锯齿圆盘刀结构参数设计
3.1 刀具切削齿结构参数设计
3.1.1 系统稳定性仿真实验
3.1.2 MATLAB/SIMULINK仿真模型的建立
3.1.3 仿真结果及分析
3.2 建立锯齿圆盘刀模态分析数学模型
3.3 锯齿圆盘刀模态分析
3.3.1 ABAQUS软件简介
3.3.2 模态分析基本知识
3.3.3 锯齿圆盘刀有限元模型
3.4 刀具参数对刀具模态的影响
3.4.1 同一参数不同阶模态分析
3.4.2 不同参数模态分析
3.5 刀具直径、楔角及后角参数设计
3.6 本章小结
第4章 刀具参数对蜂窝芯超声切削性能影响分析
4.1 Nomex蜂窝芯材料切削仿真
4.1.1 加工仿真基本知识
4.1.2 ABAQUS软件切削仿真步骤
4.2 超声切削有限元仿真模型的建立
4.2.1 超声切削锯齿圆盘刀
4.2.2 Nomex蜂窝芯材料
4.2.3 切削失效准则
4.2.4 网格划分及边界条件
4.3 仿真结果及分析
4.3.1 刀具参数对切削力的影响
4.3.2 刀具参数对切削温度的影响
4.4 本章小结
第5章 锯齿圆盘刀结构优选及切削实验
5.1 刀具结构参数优选
5.2 变幅杆和锯齿圆盘刀装备体谐响应分析
5.2.1 谐响应分析基本知识
5.2.2 刀具装备体有限元仿真模型的建立
5.2.3 仿真结果及分析
5.3 切削用量对锯齿圆盘刀应力场和变形的影响
5.3.1 载荷计算
5.3.2 模型建立及参数设置
5.3.3 仿真结果及分析
5.4 Nomex蜂窝芯切削效果
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3854834
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3854834.html
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