圆柱螺纹铣削力简化预测模型和刀具与切削参数优化
发布时间：2022-12-07 02:38
螺纹联接是一类常见的联接方式,其良好的联接和可拆卸特性,使其在机械装备中广泛应用。随着电子技术和控制技术的飞速发展,螺纹铣削加工方法得到迅速推广。螺纹铣削力大小直接关系到刀具寿命、螺纹加工质量和加工效率。目前针对螺纹铣削力建模的研究仍存在不足之处:一是现有基于简化切削厚度的螺纹铣削力预测模型,没有考虑瞬时切削厚度的影响,预测误差较大;二是已建立的瞬时切削厚度模型较为复杂,求解困难,不便于工程应用。因此,如何建立更准确、易于求解的瞬时切削厚度的计算模型,以完善螺纹铣削力模型及其计算效率和预测精度是实现螺纹铣削力模型工程应用而亟待解决的关键问题。为此,本文针对圆柱螺纹铣削力预测模型,利用金属切削理论、UG建模软件、Matlab数值计算仿真软件、AdvantEdge有限元切削仿真软件、多轴数控加工中心等手段,通过分析螺纹铣削加工原理,简化螺纹铣削加工过程,以建立切削刃生成面方程和瞬时切削厚度的计算模型,并据此获得圆柱螺纹铣削力简化预测模型,具体研究工作内容如下:（1）切削刃生成面方程和瞬时切削厚度计算模型的建立。依据螺纹铣削加工的特点,适度合理简化螺纹铣削加工过程,考虑铣削加工过程为刀具自转...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 螺纹切削力的研究现状
1.2.2 螺纹铣刀和切削参数优化的研究现状
1.2.3 目前存在的主要问题
1.3 研究目标及内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第2章 螺纹铣削加工基础理论
2.1 引言
2.2 圆柱螺纹铣削加工原理
2.3 圆柱螺纹铣削干涉机理及齿廓优化方法
2.3.1 圆柱螺纹铣削干涉机理
2.3.2 齿廓优化方法
2.4 铣削力建模理论及切削力系数计算方法
2.4.1 铣削力建模理论
2.4.2 切削力系数计算方法
2.5 有限元分析与AdvantEdge的简介
2.5.1 有限元分析简介
2.5.2 AdvantEdge软件概述
2.6 本章小结
第3章 圆柱螺纹铣削力简化预测模型的建立
3.1 引言
3.2 螺纹铣削简化过程分析
3.3 螺纹铣刀几何模型及齿廓方程建立
3.4 螺纹铣削瞬时切厚模型的建立
3.5 圆柱螺纹铣削力模型的建立
3.6 切削力系数计算
3.6.1 AdvantEdge直角切削仿真建模
3.6.2 仿真结果分析及切削力系数计算
3.7 本章小结
第4章 基于螺纹铣削仿真技术的刀具与切削参数优化
4.1 引言
4.2 有限元网格参数对AdvantEdge仿真结果的影响分析
4.2.1 AdvantEdge螺纹铣削仿真模型的建立
4.2.2 刀具切削刃网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.3 前刀面网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.4 工件最小网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.5 工件网格等级参数对仿真结果影响
4.3 圆柱螺纹铣刀和切削参数优化
4.3.1 螺纹铣刀齿廓优化
4.3.2 刀具角度参数优化
4.3.3 切削参数优化
4.4 本章小结
第5章 圆柱螺纹铣削力仿真与切削实验验证
5.1 引言
5.2 圆柱螺纹铣削力模型的仿真实验验证
5.3 圆柱螺纹铣削力模型的切削力实验验证
5.3.1 车削实验设计
5.3.2 铣削力实验设计
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺纹铣削切削力有限元分析及试验[J]. 张生芳,王豪华,马付建,黄文丽,沙智华. 工具技术. 2016(08)
[2]铣削316不锈钢API圆螺纹的刀具设计及切削参数有限元分析[J]. 李发强,陈云,谢勇,李瑞丽,刘宏,李游,刘莹. 工具技术. 2014(08)
[3]精密外螺纹内旋铣的机理研究与刀具廓形设计[J]. 倪寿勇,李迎,邓顺贤. 机械工程学报. 2012(07)
[4]复杂螺旋曲面铣削加工刀具的廓形设计[J]. 吴沁,芮执元,杨建军. 组合机床与自动化加工技术. 2009(07)
[5]大螺纹在线测试系统[J]. 张红岩,张国雄. 机械工程学报. 2008(12)
[6]我国特殊螺纹接头油套管生产使用现状及需要注意的几个问题[J]. 朴龙华,张毅. 钢管. 2006(04)
[7]内螺纹加工新技术[J]. 冯启高,马利杰. 机械研究与应用. 2005(04)
[8]超精密加工技术的发展及对策[J]. 李圣怡,戴一帆. 中国机械工程. 2000(08)
博士论文
[1]基于冷挤压的高强度钢内螺纹抗疲劳加工工艺研究[D]. 缪宏.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]圆柱螺纹孔少干涉螺旋铣削方法及其刀具设计[D]. 谭兆.湘潭大学 2018
[2]高温合金浮动瓦片外螺纹铣削技术研究[D]. 严凯.南京航空航天大学 2015
本文编号：3712084
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 螺纹切削力的研究现状
1.2.2 螺纹铣刀和切削参数优化的研究现状
1.2.3 目前存在的主要问题
1.3 研究目标及内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第2章 螺纹铣削加工基础理论
2.1 引言
2.2 圆柱螺纹铣削加工原理
2.3 圆柱螺纹铣削干涉机理及齿廓优化方法
2.3.1 圆柱螺纹铣削干涉机理
2.3.2 齿廓优化方法
2.4 铣削力建模理论及切削力系数计算方法
2.4.1 铣削力建模理论
2.4.2 切削力系数计算方法
2.5 有限元分析与AdvantEdge的简介
2.5.1 有限元分析简介
2.5.2 AdvantEdge软件概述
2.6 本章小结
第3章 圆柱螺纹铣削力简化预测模型的建立
3.1 引言
3.2 螺纹铣削简化过程分析
3.3 螺纹铣刀几何模型及齿廓方程建立
3.4 螺纹铣削瞬时切厚模型的建立
3.5 圆柱螺纹铣削力模型的建立
3.6 切削力系数计算
3.6.1 AdvantEdge直角切削仿真建模
3.6.2 仿真结果分析及切削力系数计算
3.7 本章小结
第4章 基于螺纹铣削仿真技术的刀具与切削参数优化
4.1 引言
4.2 有限元网格参数对AdvantEdge仿真结果的影响分析
4.2.1 AdvantEdge螺纹铣削仿真模型的建立
4.2.2 刀具切削刃网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.3 前刀面网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.4 工件最小网格单元尺寸对仿真结果的影响
4.2.5 工件网格等级参数对仿真结果影响
4.3 圆柱螺纹铣刀和切削参数优化
4.3.1 螺纹铣刀齿廓优化
4.3.2 刀具角度参数优化
4.3.3 切削参数优化
4.4 本章小结
第5章 圆柱螺纹铣削力仿真与切削实验验证
5.1 引言
5.2 圆柱螺纹铣削力模型的仿真实验验证
5.3 圆柱螺纹铣削力模型的切削力实验验证
5.3.1 车削实验设计
5.3.2 铣削力实验设计
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺纹铣削切削力有限元分析及试验[J]. 张生芳,王豪华,马付建,黄文丽,沙智华. 工具技术. 2016(08)
[2]铣削316不锈钢API圆螺纹的刀具设计及切削参数有限元分析[J]. 李发强,陈云,谢勇,李瑞丽,刘宏,李游,刘莹. 工具技术. 2014(08)
[3]精密外螺纹内旋铣的机理研究与刀具廓形设计[J]. 倪寿勇,李迎,邓顺贤. 机械工程学报. 2012(07)
[4]复杂螺旋曲面铣削加工刀具的廓形设计[J]. 吴沁,芮执元,杨建军. 组合机床与自动化加工技术. 2009(07)
[5]大螺纹在线测试系统[J]. 张红岩,张国雄. 机械工程学报. 2008(12)
[6]我国特殊螺纹接头油套管生产使用现状及需要注意的几个问题[J]. 朴龙华,张毅. 钢管. 2006(04)
[7]内螺纹加工新技术[J]. 冯启高,马利杰. 机械研究与应用. 2005(04)
[8]超精密加工技术的发展及对策[J]. 李圣怡,戴一帆. 中国机械工程. 2000(08)
博士论文
[1]基于冷挤压的高强度钢内螺纹抗疲劳加工工艺研究[D]. 缪宏.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]圆柱螺纹孔少干涉螺旋铣削方法及其刀具设计[D]. 谭兆.湘潭大学 2018
[2]高温合金浮动瓦片外螺纹铣削技术研究[D]. 严凯.南京航空航天大学 2015
本文编号：3712084
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