晶体铜曲面金刚石切削加工的有限元仿真和实验研究
发布时间：2021-05-18 19:48
超光滑表面是提高金属零件性能的一个关键因素,而超精密金刚石切削加工是制备金属超光滑表面的一项重要手段。金属零件不仅包含平面,还包含多种曲面。目前已实现金属超光滑平面的加工,然而如何采用金刚石切削加工制备金属超光滑曲面亟待解决,是当前国际研究的前沿和热点之一。超精密切削加工中,金属材料内部的微观构造的机械性能和变形行为会对形成的表面质量产生严重的影响,因此需要采用微观尺度材料去除仿真与实验手段,从表面形成机理方面深入研究金属超光滑曲面的高精度加工成形过程。本课题以晶体铜曲面的金刚石切削加工为研究对象,通过晶体塑性有限元切削仿真和超精密金刚石切削加工实验相结合的方法开展研究。本文所开展的研究内容具体如下:晶体铜曲面金刚石切削加工的二维模型的建立,有限元仿真模型中通过采用基于位错滑移理论的晶体塑性本构模型考虑了超精密切削的微尺度条件下晶体铜微观组织构造导致的各向异性变形行为,利用Jahnson-Cook损伤模型结合单元删除技术模拟金属切削加工过程中切屑的形成,是后续开展晶体铜曲面金刚石切削加工的仿真研究的技术上的基础。基于晶体铜曲面金刚石切削加工的二维有限元模型,展开仿真计算。通过对仿真得到...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源及研究背景和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 曲面金刚石切削加工的国内外研究现状
1.2.2 金属切削加工有限元仿真的国内外研究现状
1.2.3 金属切削加工实验的国内外研究现状
1.3 国内外文献综述简析
1.4 本文主要研究内容
第2章 晶体铜曲面金刚石切削加工的有限元建模
2.1 引言
2.2 晶体铜的材料特征
2.3 晶体铜的本构模型
2.4 晶体铜切削的分离准则
2.5 晶体铜曲面切削加工的有限元模型
2.5.1 单晶铜曲面金刚石切削模型的建立
2.5.2 双晶铜曲面金刚石切削模型的建立
2.6 本章小结
第3章 晶体铜曲面金刚石切削加工过程的有限元仿真研究
3.1 引言
3.2 单晶铜曲面金刚石切削加工过程
3.2.1 切削过程分析
3.2.2 切削力分析
3.2.3 加工表面质量分析
3.3 双晶铜曲面金刚石切削加工过程
3.3.1 切削过程分析
3.3.2 切削力分析
3.3.3 加工表面质量分析
3.4 本章小结
第4章 加工参数对晶体铜曲面切削加工影响的有限元仿真研究
4.1 引言
4.2 加工参数对单晶铜曲面金刚石切削加工的影响
4.2.1 晶体取向
4.2.2 切削速度
4.2.3 切削深度
4.2.4 刀具刃口半径
4.3 加工参数对双晶铜曲面金刚石切削加工的影响
4.3.1 晶粒取向差
4.3.2 切削速度
4.3.3 刀具刃口半径
4.4 本章小结
第5章 晶体铜曲面金刚石切削加工的实验研究
5.1 引言
5.2 无氧铜工件和金刚石刀具
5.3 晶体铜曲面金刚石切削加工实验
5.3.1 实验方法
5.3.2 实验结果
5.3.3 结果分析和总结
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由曲面汽车车灯仿真设计研究[J]. 杨宝珠. 科技创新导报. 2019(05)
[2]汽车覆盖件模具设计[J]. 李占辉. 机电工程技术. 2018(08)
[3]汽车覆盖件用淬硬钢模具铣削加工的研究进展[J]. 刘献礼,姜彦翠,吴石,李茂月,岳彩旭,陈涛. 机械工程学报. 2016(17)
[4]基于晶体塑性理论的面心立方单晶变形研究[J]. 安红萍,丁艳红,李婷. 太原科技大学学报. 2015(01)
[5]金属正交切削模型研究进展[J]. 叶贵根,薛世峰,仝兴华,戴兰宏. 机械强度. 2012(04)
[6]非球面加工现状[J]. 张坤领,林彬,王晓峰. 组合机床与自动化加工技术. 2007(05)
[7]非球面复制成型技术的研究[J]. 王勤,余景池,胡祖元. 光学技术. 2006(01)
[8]红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法[J]. 谢晋,耿安兵,熊长新,吴新建. 光学精密工程. 2004(06)
[9]金属正交切削工艺的有限元模拟[J]. 方刚,曾攀. 机械科学与技术. 2003(04)
[10]数控单点金刚石切削非轴对称光学镜面[J]. 任要正,廖月明,朱派龙,孙伟. 北京理工大学学报. 1998(01)
硕士论文
[1]纳米晶铜各向异性刻划加工的分子动力学仿真研究[D]. 王站峰.哈尔滨工业大学 2016
[2]光学自由曲面单点金刚石超精密车削理论与技术研究[D]. 于慧娟.吉林大学 2015
[3]基于NURBS的风机叶片CAD的研究[D]. 张玉伟.山东大学 2005
本文编号：3194383
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源及研究背景和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 曲面金刚石切削加工的国内外研究现状
1.2.2 金属切削加工有限元仿真的国内外研究现状
1.2.3 金属切削加工实验的国内外研究现状
1.3 国内外文献综述简析
1.4 本文主要研究内容
第2章 晶体铜曲面金刚石切削加工的有限元建模
2.1 引言
2.2 晶体铜的材料特征
2.3 晶体铜的本构模型
2.4 晶体铜切削的分离准则
2.5 晶体铜曲面切削加工的有限元模型
2.5.1 单晶铜曲面金刚石切削模型的建立
2.5.2 双晶铜曲面金刚石切削模型的建立
2.6 本章小结
第3章 晶体铜曲面金刚石切削加工过程的有限元仿真研究
3.1 引言
3.2 单晶铜曲面金刚石切削加工过程
3.2.1 切削过程分析
3.2.2 切削力分析
3.2.3 加工表面质量分析
3.3 双晶铜曲面金刚石切削加工过程
3.3.1 切削过程分析
3.3.2 切削力分析
3.3.3 加工表面质量分析
3.4 本章小结
第4章 加工参数对晶体铜曲面切削加工影响的有限元仿真研究
4.1 引言
4.2 加工参数对单晶铜曲面金刚石切削加工的影响
4.2.1 晶体取向
4.2.2 切削速度
4.2.3 切削深度
4.2.4 刀具刃口半径
4.3 加工参数对双晶铜曲面金刚石切削加工的影响
4.3.1 晶粒取向差
4.3.2 切削速度
4.3.3 刀具刃口半径
4.4 本章小结
第5章 晶体铜曲面金刚石切削加工的实验研究
5.1 引言
5.2 无氧铜工件和金刚石刀具
5.3 晶体铜曲面金刚石切削加工实验
5.3.1 实验方法
5.3.2 实验结果
5.3.3 结果分析和总结
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由曲面汽车车灯仿真设计研究[J]. 杨宝珠. 科技创新导报. 2019(05)
[2]汽车覆盖件模具设计[J]. 李占辉. 机电工程技术. 2018(08)
[3]汽车覆盖件用淬硬钢模具铣削加工的研究进展[J]. 刘献礼,姜彦翠,吴石,李茂月,岳彩旭,陈涛. 机械工程学报. 2016(17)
[4]基于晶体塑性理论的面心立方单晶变形研究[J]. 安红萍,丁艳红,李婷. 太原科技大学学报. 2015(01)
[5]金属正交切削模型研究进展[J]. 叶贵根,薛世峰,仝兴华,戴兰宏. 机械强度. 2012(04)
[6]非球面加工现状[J]. 张坤领,林彬,王晓峰. 组合机床与自动化加工技术. 2007(05)
[7]非球面复制成型技术的研究[J]. 王勤,余景池,胡祖元. 光学技术. 2006(01)
[8]红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法[J]. 谢晋,耿安兵,熊长新,吴新建. 光学精密工程. 2004(06)
[9]金属正交切削工艺的有限元模拟[J]. 方刚,曾攀. 机械科学与技术. 2003(04)
[10]数控单点金刚石切削非轴对称光学镜面[J]. 任要正,廖月明,朱派龙,孙伟. 北京理工大学学报. 1998(01)
硕士论文
[1]纳米晶铜各向异性刻划加工的分子动力学仿真研究[D]. 王站峰.哈尔滨工业大学 2016
[2]光学自由曲面单点金刚石超精密车削理论与技术研究[D]. 于慧娟.吉林大学 2015
[3]基于NURBS的风机叶片CAD的研究[D]. 张玉伟.山东大学 2005
本文编号：3194383
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