不锈钢激光熔覆件的小直径孔钻削试验研究
发布时间：2021-05-05 17:10
激光熔覆技术作为激光再制造的核心技术之一,近年来,已逐步在航空航天、汽车制造及石油化工等领域获得应用。然而,现阶段激光熔覆工艺稳定性不好,熔覆层的表面质量一般,成形零件还需经过切削加工才能满足精度要求。在金属切削加工中,孔钻削工序约占切削加工总量的40%50%,小直径麻花钻是小孔钻削加工的主要刀具。因此,为提高304不锈钢激光熔覆件的小直径孔钻削工艺性,本研究基于钻削仿真与钻孔试验研究,着重分析小直径麻花钻的钻削参数对304不锈钢熔覆件钻削性能的影响规律。首先,在麻花钻新型锥面刃磨法及其数学模型分析的基础上,根据实际钻头刃沟铣刀轮廓曲线和后刀面以一种两面自然相交的方式,建立非标准小直径麻花钻的三维模型,并对其钻尖几何角度进行测量。结合DEFORM-3D软件,分析钻削仿真过程中的关键技术,建立304不锈钢熔覆件的钻削仿真模型。然后,采用单因素与正交试验相结合的试验设计,以钻削力、钻削温度以及刀具磨损作为钻削性能指标,研究分析小直径麻花钻的钻头直径、主轴转速、进给速度对304熔覆件钻削性能的影响规律。根据极差与方差分析,确定各因素对性能指标影响的主次顺序及显著性,获得...
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 激光熔覆技术的研究现状
1.2.2 钻削加工的研究现状
1.3 课题来源及研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题研究的主要内容
1.3.3 技术路线
1.3.4 课题创新之处
第2章 304不锈钢激光熔覆件的钻削仿真建模
2.1 非标准小直径麻花钻的三维建模
2.1.1 麻花钻前刀面建模
2.1.2 麻花钻后刀面建模
2.1.3 钻尖几何角度的测量
2.2 有限元分析法及DEFORM-3D软件介绍
2.2.1 有限元分析法概述
2.2.2 DEFORM-3D软件介绍
2.3 钻削仿真模型的建立
2.3.1 钻削仿真建模的关键技术
2.3.2 刀具与工件模型的建立
2.3.3 网格划分
2.3.4 模拟参数的设置
2.3.5 边界条件和接触关系的定义
2.4 本章小结
第3章 钻削试验方案设计与仿真分析
3.1 单因素试验方案设计与仿真分析
3.1.1 不同钻削参数对钻削力的仿真分析
3.1.2 不同钻削参数对钻削温度的仿真分析
3.2 正交试验方案设计与仿真分析
3.2.1 正交试验设计
3.2.2 钻削轴向力的极差与方差分析
3.2.3 钻削扭矩的极差与方差分析
3.3 钻头刀具磨损分析
3.4 本章小结
第4章 304 不锈钢激光熔覆件的制备与钻削试验
4.1 304不锈钢激光熔覆件的制备
4.1.1 试验材料与设备
4.1.2 激光熔覆试验设计
4.2 304不锈钢激光熔覆层的特征分析
4.2.1 表面宏观形貌分析
4.2.2 截面显微组织分析
4.2.3 显微硬度分析
4.3 304不锈钢激光熔覆件及304 不锈钢钻削试验
4.3.1 试验材料与设备
4.3.2 钻削试验方案设计
4.4 钻削试验结果分析
4.4.1 钻削过程分析
4.4.2 钻削轴向力单因素试验分析
4.4.3 钻削轴向力正交试验分析
4.5 本章小结
第5章 钻削参数的多目标优化
5.1 钻削力预测模型的建立
5.1.1 多元回归预测模型
5.1.2 回归方程的显著性检验
5.2 多目标优化和遗传算法概述
5.2.1 多目标优化
5.2.2 遗传算法概述
5.3 钻削参数优化
5.3.1 优化变量
5.3.2 目标函数
5.3.3 约束条件
5.3.4 多目标优化模型的求解
5.3.5 多目标优化结果分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3170267
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 激光熔覆技术的研究现状
1.2.2 钻削加工的研究现状
1.3 课题来源及研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题研究的主要内容
1.3.3 技术路线
1.3.4 课题创新之处
第2章 304不锈钢激光熔覆件的钻削仿真建模
2.1 非标准小直径麻花钻的三维建模
2.1.1 麻花钻前刀面建模
2.1.2 麻花钻后刀面建模
2.1.3 钻尖几何角度的测量
2.2 有限元分析法及DEFORM-3D软件介绍
2.2.1 有限元分析法概述
2.2.2 DEFORM-3D软件介绍
2.3 钻削仿真模型的建立
2.3.1 钻削仿真建模的关键技术
2.3.2 刀具与工件模型的建立
2.3.3 网格划分
2.3.4 模拟参数的设置
2.3.5 边界条件和接触关系的定义
2.4 本章小结
第3章 钻削试验方案设计与仿真分析
3.1 单因素试验方案设计与仿真分析
3.1.1 不同钻削参数对钻削力的仿真分析
3.1.2 不同钻削参数对钻削温度的仿真分析
3.2 正交试验方案设计与仿真分析
3.2.1 正交试验设计
3.2.2 钻削轴向力的极差与方差分析
3.2.3 钻削扭矩的极差与方差分析
3.3 钻头刀具磨损分析
3.4 本章小结
第4章 304 不锈钢激光熔覆件的制备与钻削试验
4.1 304不锈钢激光熔覆件的制备
4.1.1 试验材料与设备
4.1.2 激光熔覆试验设计
4.2 304不锈钢激光熔覆层的特征分析
4.2.1 表面宏观形貌分析
4.2.2 截面显微组织分析
4.2.3 显微硬度分析
4.3 304不锈钢激光熔覆件及304 不锈钢钻削试验
4.3.1 试验材料与设备
4.3.2 钻削试验方案设计
4.4 钻削试验结果分析
4.4.1 钻削过程分析
4.4.2 钻削轴向力单因素试验分析
4.4.3 钻削轴向力正交试验分析
4.5 本章小结
第5章 钻削参数的多目标优化
5.1 钻削力预测模型的建立
5.1.1 多元回归预测模型
5.1.2 回归方程的显著性检验
5.2 多目标优化和遗传算法概述
5.2.1 多目标优化
5.2.2 遗传算法概述
5.3 钻削参数优化
5.3.1 优化变量
5.3.2 目标函数
5.3.3 约束条件
5.3.4 多目标优化模型的求解
5.3.5 多目标优化结果分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3170267
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