纯铜平面件真空装夹及飞切加工变形研究
发布时间：2021-07-23 14:50
纯铜材料由于刚度小、塑性大、导电率高等特点,广泛应用于现代电子信息业和国防工业等领域,如金刚石薄膜的制备、药型罩研制、制造大尺寸、低刚度的超光滑表面零件。而薄壁件加工也是机械制造领域一个重要的课题,薄壁件常用于航空航天、车辆工程、军工等领域。由于零件所要求的尺寸精度和位置精度很高,且其壁薄的特点使得自身刚度差、加工过程不易控制,产生的变形使零件加工误差偏大,加大了工艺难度。本文以弱刚性纯铜圆形薄壁平面件为研究对象,选用单点金刚石超精密飞切加工作为加工方式。通过结合静态装夹实验、切削实验、有限元仿真及理论解析法,分析了工件由真空装夹和切削加工引起的变形,为应力变形敏感类弱刚性构件的精密加工提供理论与技术支撑,主要工作和结论如下:（1）加工过程中通过真空吸盘实现工件的装夹,对不同厚度的纯铜平面件在不同吸附力作用下的变形展开研究,实验发现:装夹过程中,工件的变形随吸附力的增大而增大,随工件厚度的增大而减小,工件-吸具贴合情况对纯铜平面件装夹变形存在较大影响。在实验基础上,通过有限元法建立了纯铜平面件的装夹变形预测模型,模型中考虑了工件与真空吸盘面型对仿真结果的影响,实现了装夹变形的预测,并提...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 飞切加工研究现状
1.2.2 薄壁件装夹研究现状
1.2.3 纯铜力学性能与本构研究现状
1.2.4 切削残余应力研究现状
1.3 存在的问题
1.4 论文研究目标及主要内容
2 纯铜平面件真空吸附装夹变形实验
2.1 引言
2.2 真空吸附装夹实验方案设计
2.2.1 真空吸附装夹实验方案
2.2.2 实验设备与样件
2.3 真空吸附装夹实验结果
2.3.1 真空吸具上表面测量结果
2.3.2 纯铜平面件下表面测量结果
2.3.3 纯铜平面件上表面测量结果
2.4 吸附装夹变形分析
2.4.1 真空吸附压力对吸附装夹变形的影响
2.4.2 工件厚度对吸附装夹变形的影响
2.4.3 面型对吸附装夹变形的影响(贴合度对变形影响)
2.5 本章小结
3 纯铜平面件装夹变形预测
3.1 引言
3.2 装夹有限元模型建立过程
3.2.1 面型数据精简
3.2.2 三维模型建立
3.2.3 有限元模型建立
3.3 装夹变形模拟结果
3.4 最优装夹方案
3.5 本章小结
4 飞切加工残余应力解析模型的建立
4.1 引言
4.2 细晶T2 纯铜材料本构模型
4.2.1 试验方法
4.2.2 试验结果及分析
4.2.3 本构方程的建立
4.3 飞切加工表面形成过程分析模型的建立
4.4 平面正交切削模型的建立
4.4.1 切削力模型的建立
4.4.2 切削温度模型的建立
4.5 飞切残余应力预测模型的建立
4.5.1 切削过程中工件内应力模型的建立
4.5.2 切削加工工件残余应力计算
4.5.3 飞切加工残余应力分布
4.6 本章小结
5 纯铜平面件飞切加工面型研究
5.1 引言
5.2 飞切加工面型预测
5.2.1 理论依据
5.2.2 有限元模型建立
5.2.3 预测结果分析
5.3 飞切加工实验
5.3.1 实验设备及实验过程
5.3.2 实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于J-C模型的TC18钛合金动态本构方程构建[J]. 贾宝华,刘思勇,李革,刘翔,王丹丹. 钛工业进展. 2018(05)
[2]三维激光点云数据精简算法[J]. 黄晓铭,杨剑,陈辉. 吉首大学学报(自然科学版). 2018(05)
[3]基于J-C模型的Q235钢的动态本构关系[J]. 郭子涛,高斌,郭钊,张伟. 爆炸与冲击. 2018(04)
[4]退火T2纯铜单向拉伸损伤本构模型的研究[J]. 李磊,史志铭,张丽,魏亮鱼. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]海量三维扫描点云数据预处理方法[J]. 程俊廷,郭博洋,卢建军. 电子技术与软件工程. 2018(11)
[6]退火温度对T2纯铜微结构演变及力学性能的影响[J]. 李磊,史志铭,赵晗. 材料热处理学报. 2017(12)
[7]基于装夹方案的夹紧力及加工变形仿真[J]. 郑耀辉,王江涛,王明海,李晓鹏. 组合机床与自动化加工技术. 2016(12)
[8]主轴回转误差引入飞切加工表面微波纹的形成机理与解决方案[J]. 孙郅佶,毕果,安晨辉,王振忠,雷向阳,张清华. 振动与冲击. 2016(20)
[9]磷酸二氢钾晶体飞切过程中温度场的分布及其对切屑形貌的影响[J]. 汪圣飞,安晨辉,张飞虎,游雾,雷向阳. 光学精密工程. 2016(08)
[10]T2铜的动态力学性能及本构关系[J]. 江德斐,林国标,舒大禹,陈强. 中国有色金属学报. 2016(07)
博士论文
[1]残余应力作用下复杂曲面零件的变形分析、预测与实验研究[D]. 战崇华.华中科技大学 2017
[2]KDP晶体本构模型建立及超精密飞切加工过程的建模分析[D]. 汪圣飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]KDP晶体单点金刚石车削关键技术研究[D]. 铁贵鹏.国防科学技术大学 2013
[4]精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D]. 刘海涛.哈尔滨工业大学 2010
[5]航空整体结构件加工过程的数值仿真[D]. 董辉跃.浙江大学 2004
硕士论文
[1]不锈钢切削加工残余应力预测研究[D]. 杨鸿志.华中科技大学 2014
[2]KDP晶体铣削专用金刚石刀具参数优化及实验研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于三维真实粗糙表面的弹塑性接触有限元分析[D]. 梁春.江苏大学 2009
[4]薄壁件高速铣削加工变形分析与实验研究[D]. 马纯艳.南京理工大学 2008
[5]KDP晶体超精密加工切削力的理论及实验研究[D]. 郭健.哈尔滨工业大学 2007
[6]真空吸夹具中的非线性有限元分析及应用研究[D]. 余会凌.东南大学 2006
[7]真空吸附夹具的有限元分析和优化设计[D]. 梅飞.东南大学 2005
本文编号：3299498
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 飞切加工研究现状
1.2.2 薄壁件装夹研究现状
1.2.3 纯铜力学性能与本构研究现状
1.2.4 切削残余应力研究现状
1.3 存在的问题
1.4 论文研究目标及主要内容
2 纯铜平面件真空吸附装夹变形实验
2.1 引言
2.2 真空吸附装夹实验方案设计
2.2.1 真空吸附装夹实验方案
2.2.2 实验设备与样件
2.3 真空吸附装夹实验结果
2.3.1 真空吸具上表面测量结果
2.3.2 纯铜平面件下表面测量结果
2.3.3 纯铜平面件上表面测量结果
2.4 吸附装夹变形分析
2.4.1 真空吸附压力对吸附装夹变形的影响
2.4.2 工件厚度对吸附装夹变形的影响
2.4.3 面型对吸附装夹变形的影响(贴合度对变形影响)
2.5 本章小结
3 纯铜平面件装夹变形预测
3.1 引言
3.2 装夹有限元模型建立过程
3.2.1 面型数据精简
3.2.2 三维模型建立
3.2.3 有限元模型建立
3.3 装夹变形模拟结果
3.4 最优装夹方案
3.5 本章小结
4 飞切加工残余应力解析模型的建立
4.1 引言
4.2 细晶T2 纯铜材料本构模型
4.2.1 试验方法
4.2.2 试验结果及分析
4.2.3 本构方程的建立
4.3 飞切加工表面形成过程分析模型的建立
4.4 平面正交切削模型的建立
4.4.1 切削力模型的建立
4.4.2 切削温度模型的建立
4.5 飞切残余应力预测模型的建立
4.5.1 切削过程中工件内应力模型的建立
4.5.2 切削加工工件残余应力计算
4.5.3 飞切加工残余应力分布
4.6 本章小结
5 纯铜平面件飞切加工面型研究
5.1 引言
5.2 飞切加工面型预测
5.2.1 理论依据
5.2.2 有限元模型建立
5.2.3 预测结果分析
5.3 飞切加工实验
5.3.1 实验设备及实验过程
5.3.2 实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于J-C模型的TC18钛合金动态本构方程构建[J]. 贾宝华,刘思勇,李革,刘翔,王丹丹. 钛工业进展. 2018(05)
[2]三维激光点云数据精简算法[J]. 黄晓铭,杨剑,陈辉. 吉首大学学报(自然科学版). 2018(05)
[3]基于J-C模型的Q235钢的动态本构关系[J]. 郭子涛,高斌,郭钊,张伟. 爆炸与冲击. 2018(04)
[4]退火T2纯铜单向拉伸损伤本构模型的研究[J]. 李磊,史志铭,张丽,魏亮鱼. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]海量三维扫描点云数据预处理方法[J]. 程俊廷,郭博洋,卢建军. 电子技术与软件工程. 2018(11)
[6]退火温度对T2纯铜微结构演变及力学性能的影响[J]. 李磊,史志铭,赵晗. 材料热处理学报. 2017(12)
[7]基于装夹方案的夹紧力及加工变形仿真[J]. 郑耀辉,王江涛,王明海,李晓鹏. 组合机床与自动化加工技术. 2016(12)
[8]主轴回转误差引入飞切加工表面微波纹的形成机理与解决方案[J]. 孙郅佶,毕果,安晨辉,王振忠,雷向阳,张清华. 振动与冲击. 2016(20)
[9]磷酸二氢钾晶体飞切过程中温度场的分布及其对切屑形貌的影响[J]. 汪圣飞,安晨辉,张飞虎,游雾,雷向阳. 光学精密工程. 2016(08)
[10]T2铜的动态力学性能及本构关系[J]. 江德斐,林国标,舒大禹,陈强. 中国有色金属学报. 2016(07)
博士论文
[1]残余应力作用下复杂曲面零件的变形分析、预测与实验研究[D]. 战崇华.华中科技大学 2017
[2]KDP晶体本构模型建立及超精密飞切加工过程的建模分析[D]. 汪圣飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]KDP晶体单点金刚石车削关键技术研究[D]. 铁贵鹏.国防科学技术大学 2013
[4]精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D]. 刘海涛.哈尔滨工业大学 2010
[5]航空整体结构件加工过程的数值仿真[D]. 董辉跃.浙江大学 2004
硕士论文
[1]不锈钢切削加工残余应力预测研究[D]. 杨鸿志.华中科技大学 2014
[2]KDP晶体铣削专用金刚石刀具参数优化及实验研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于三维真实粗糙表面的弹塑性接触有限元分析[D]. 梁春.江苏大学 2009
[4]薄壁件高速铣削加工变形分析与实验研究[D]. 马纯艳.南京理工大学 2008
[5]KDP晶体超精密加工切削力的理论及实验研究[D]. 郭健.哈尔滨工业大学 2007
[6]真空吸夹具中的非线性有限元分析及应用研究[D]. 余会凌.东南大学 2006
[7]真空吸附夹具的有限元分析和优化设计[D]. 梅飞.东南大学 2005
本文编号：3299498
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