引入二维切削变形参数的外圆车削流屑角突变建模及实验现象研究
发布时间：2022-02-18 08:09
实验发现,在非自由切削过程中,当切削用量沿一定路径连续变化时,流屑角会发生从某一值到另一值的突变,并伴随切削功率的降低。这一现象具有很大应用潜力,但却无法用传统切削理论解释,因而有必要对其进行深入研究。外圆车削是普遍用于生产加工的双刃非自由切削的一种类型,对外圆车削时的流屑角突变现象进行数学建模,以此来探究流屑角突变的机理及实现对突变临界条件的预报,在理论研究和实际应用上都具有重要意义。本文主要内容如下:首先,通过有限元仿真获得了一组6061铝合金工件二维切削变形过程中剪切角、摩擦角与剪切应力的仿真数据,并据此拟合出了这三个二维切削变形参数的经验公式。其次,以剪切平面理论为基础,在切屑不发生分叉的假设下,建立了具有任意刀具角度和刀尖圆弧半径的双刃车刀外圆车削时的切削模型,引入所拟合的二维切削变形参数经验公式推导了外圆车削功率函数。基于该切削功率函数建立了流屑角突变的数学模型,实现了对流屑角突变的预报,并分析了流屑角突变的机理,以及车刀的主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径三个参数的取值对流屑角突变的影响。再次,通过使车刀沿斜线方向进给的6061铝合金工件的外圆车削实验,实现了控制变量沿一定路径...
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源、目的及意义
1.2 突变理论及流屑角建模研究现状
1.3 现有研究存在的问题
1.4 本文的主要研究内容
2 基于有限元仿真的二维切削变形参数经验公式的拟合
2.1 二维切削变形参数及其经验公式获取方法的介绍
2.2 6061铝合金工件二维切削过程的有限元仿真
2.3 基于仿真结果的二维切削变形参数经验公式的拟合
2.4 本章小结
3 引入二维切削变形参数的外圆车削流屑角突变建模
3.1 引入二维切削变形参数的外圆车削功率函数
3.2 基于外圆车削功率函数的流屑角突变建模
3.3 基于流屑角突变模型的突变机理分析
3.4 基于流屑角突变模型的突变影响要素分析
3.5 本章小结
4 6061铝合金工件的外圆车削流屑角突变实验
4.1 6061铝合金工件的外圆车削流屑角突变实验设计
4.2 实验结果与分析
4.3 本章小结
5 外圆车削实验中切屑分叉现象的机理探究
5.1 双刃非自由切削中排屑干涉对切屑分叉的影响
5.2 无排屑干涉及切屑分叉可能性的两类自由切削
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]突变理论及其在机械工程领域的应用现状[J]. 刘金革,鲍久圣,阴妍,胡东阳. 河北科技大学学报. 2015(01)
[2]金属切削变形理论研究与实际应用[J]. 吴大忠,谢荣. 煤炭技术. 2009(09)
[3]转子系统故障发展过程的突变[J]. 刘树英,宋雪萍,闻邦椿. 东北大学学报. 2005(03)
[4]圆弧刃切削的切屑流向研究[J]. 许小村,李振加. 哈尔滨理工大学学报. 2003(03)
[5]基于单尖刀具和等效切削刃法的流屑角预报[J]. 严复钢,文东辉,肖露,李振加,王沛庭. 哈尔滨理工大学学报. 2003(01)
[6]金属切削中流屑角突变的实验研究[J]. 张卫民,王西彬. 中国机械工程. 2001(09)
[7]大刃倾角斜角切削流屑角的实验研究[J]. 刘旺玉,明冬兰,吴斌,张发英. 机械设计与制造. 1999(06)
[8]金属疲劳断裂过程中的尖点突变模型[J]. 樊世清,谢里阳. 北京科技大学学报. 1997(S1)
[9]非对称Ｖ形刃斜角切削切削力和流屑角的理论预测[J]. 许小村,李振加,付德利,朱滨源. 哈尔滨科学技术大学学报. 1996(05)
[10]故障转子振幅突变机理及其预测[J]. 陈安华,钟掘. 湘潭矿业学院学报. 1996(03)
博士论文
[1]剪切角、流屑角模型及刀具状态监测方法的理论与试验研究[D]. 林海龙.华东理工大学 2011
[2]提升机紧急制动闸瓦摩擦磨损特性及其突变行为研究[D]. 鲍久圣.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]直线双刃车刀斜角切削时的流屑角突变建模[D]. 万秀娟.华中科技大学 2018
[2]双刃车刀横切端面时的排屑角突变建模和实验研究[D]. 杨宏亮.华中科技大学 2017
[3]基于不等分剪切区的Merchant切削模型的研究与应用[D]. 刘传江.华中科技大学 2013
[4]基于突变理论的非线性转子系统突变故障分析[D]. 刘华峰.华中科技大学 2012
本文编号：3630506
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源、目的及意义
1.2 突变理论及流屑角建模研究现状
1.3 现有研究存在的问题
1.4 本文的主要研究内容
2 基于有限元仿真的二维切削变形参数经验公式的拟合
2.1 二维切削变形参数及其经验公式获取方法的介绍
2.2 6061铝合金工件二维切削过程的有限元仿真
2.3 基于仿真结果的二维切削变形参数经验公式的拟合
2.4 本章小结
3 引入二维切削变形参数的外圆车削流屑角突变建模
3.1 引入二维切削变形参数的外圆车削功率函数
3.2 基于外圆车削功率函数的流屑角突变建模
3.3 基于流屑角突变模型的突变机理分析
3.4 基于流屑角突变模型的突变影响要素分析
3.5 本章小结
4 6061铝合金工件的外圆车削流屑角突变实验
4.1 6061铝合金工件的外圆车削流屑角突变实验设计
4.2 实验结果与分析
4.3 本章小结
5 外圆车削实验中切屑分叉现象的机理探究
5.1 双刃非自由切削中排屑干涉对切屑分叉的影响
5.2 无排屑干涉及切屑分叉可能性的两类自由切削
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]突变理论及其在机械工程领域的应用现状[J]. 刘金革,鲍久圣,阴妍,胡东阳. 河北科技大学学报. 2015(01)
[2]金属切削变形理论研究与实际应用[J]. 吴大忠,谢荣. 煤炭技术. 2009(09)
[3]转子系统故障发展过程的突变[J]. 刘树英,宋雪萍,闻邦椿. 东北大学学报. 2005(03)
[4]圆弧刃切削的切屑流向研究[J]. 许小村,李振加. 哈尔滨理工大学学报. 2003(03)
[5]基于单尖刀具和等效切削刃法的流屑角预报[J]. 严复钢,文东辉,肖露,李振加,王沛庭. 哈尔滨理工大学学报. 2003(01)
[6]金属切削中流屑角突变的实验研究[J]. 张卫民,王西彬. 中国机械工程. 2001(09)
[7]大刃倾角斜角切削流屑角的实验研究[J]. 刘旺玉,明冬兰,吴斌,张发英. 机械设计与制造. 1999(06)
[8]金属疲劳断裂过程中的尖点突变模型[J]. 樊世清,谢里阳. 北京科技大学学报. 1997(S1)
[9]非对称Ｖ形刃斜角切削切削力和流屑角的理论预测[J]. 许小村,李振加,付德利,朱滨源. 哈尔滨科学技术大学学报. 1996(05)
[10]故障转子振幅突变机理及其预测[J]. 陈安华,钟掘. 湘潭矿业学院学报. 1996(03)
博士论文
[1]剪切角、流屑角模型及刀具状态监测方法的理论与试验研究[D]. 林海龙.华东理工大学 2011
[2]提升机紧急制动闸瓦摩擦磨损特性及其突变行为研究[D]. 鲍久圣.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]直线双刃车刀斜角切削时的流屑角突变建模[D]. 万秀娟.华中科技大学 2018
[2]双刃车刀横切端面时的排屑角突变建模和实验研究[D]. 杨宏亮.华中科技大学 2017
[3]基于不等分剪切区的Merchant切削模型的研究与应用[D]. 刘传江.华中科技大学 2013
[4]基于突变理论的非线性转子系统突变故障分析[D]. 刘华峰.华中科技大学 2012
本文编号：3630506
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