基于竹鼠切牙的梯度微织构车刀仿生设计研究
发布时间：2020-12-14 20:45
铝合金物理性能优异,被广泛应用于航空航天、机械加工制造中。但铝合金在车削加工中,切削温度高导致铝合金塑性高。高温高压下,刀具前刀面易发生粘结磨损,降低刀具的切削效率,增加工件的加工成本。研究发现,在刀具前刀面植入微织构有效降低刀具切削力和切削温度。但是,织构植入前刀面破坏刀具结构,降低刀具的结构强度,增大了刀具磨损量。因此,为降低刀具磨损量需设计一种既能实现降低刀具切削力,又能弱化织构对刀具结构损坏的梯度微织构就十分必要。本文对竹鼠切牙切削特征、沟槽形貌对主切削力的影响以及梯度微织构的仿生设计展开了研究,主要有以下三个方面:（1）应用非接触激光扫描仪EASCAN-Q获取竹鼠切牙点云数据,应用逆向造型软件GEOMAGIC处理点云数据,重构了切牙三维模型。提取分析了切牙特征角度、特征曲线、“月牙洼”深度数据。同时,还发现了竹鼠切牙牙釉质硬度转折现象,对比分析了三种不同食性动物（猪、狗、竹鼠）切牙的自锐性,为仿生设计梯度微织构车刀提供了仿生依据。（2）针对硬质合金YG6A刀具干车削铝合金7075,利用有限元软件Deform-3D建立了三维车削有限元模型,探究了沟槽形貌（沟槽到刃口的距离、沟槽...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竹鼠及牙齿
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 3掉原子。因此，采用离子束加工的织构具有极高的成形精度，可完成对纳米尺的加工。此外，采用 FIB 加工沟槽，在刀具表面不会产生应力和应变，污染少程度高。日本学者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技术，在金刚石刀具前刀不同形貌的沟槽织构，通过铝合金切削试验发现了平行于主切削刃方向，沟槽m，深度 43nm 的织构具有良好的降阻减摩特性，有效的降低了刀具切削力和，提高了刀具的切削性能。但离子束加工技术对离子束加工设备要求较高且成多见于国外研究机构。
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 3掉原子。因此，采用离子束加工的织构具有极高的成形精度，可完成对纳米尺的加工。此外，采用 FIB 加工沟槽，在刀具表面不会产生应力和应变，污染少程度高。日本学者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技术，在金刚石刀具前刀不同形貌的沟槽织构，通过铝合金切削试验发现了平行于主切削刃方向，沟槽m，深度 43nm 的织构具有良好的降阻减摩特性，有效的降低了刀具切削力和，提高了刀具的切削性能。但离子束加工技术对离子束加工设备要求较高且成多见于国外研究机构。
【参考文献】：
期刊论文
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[3]旋转超声磨削钛合金有限元仿真与试验研究[J]. 刘凡,秦娜,牛健地,郑亮. 工程设计学报. 2017(02)
[4]具有分形特征的织构表面的润滑减摩性能研究[J]. 王洪涛,李艳,朱华. 表面技术. 2016(09)
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[8]蛇腹鳞微织构在硬质合金刀具上的应用[J]. 杨娟,史素敏. 科技经济导刊. 2016(13)
[9]基于Geomagic的小家电产品的逆向设计[J]. 张春卿. 中国现代教育装备. 2016(05)
[10]微型车刀微孔织构设计及高速微车削试验[J]. 于占江,王雯,张超楠,许金凯. 润滑与密封. 2016(02)
博士论文
[1]耦合仿生疏水耐磨典型金属表面的构建及其性能研究[D]. 郭蕴纹.吉林大学 2014
[2]典型贝类壳体生物耦合特性及其仿生耐磨研究[D]. 田喜梅.吉林大学 2013
[3]基于表面微织构刀具的钛合金绿色切削冷却润滑技术研究[D]. 戚宝运.南京航空航天大学 2011
[4]鼹鼠（Scaptochirus moschatus）爪趾切削机理研究[D]. 刘财勇.吉林大学 2008
[5]几种腹足纲贝壳的结构和性能[D]. 梁艳.大连理工大学 2008
[6]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]6061铝合金高速铣削有限元仿真与实验研究[D]. 王海涛.青岛理工大学 2015
[2]微织构刀具的设计与切削性能试验研究[D]. 陈碧冲.北京理工大学 2015
[3]微织构硬质合金刀具优化与正交切削试验研究[D]. 张博文.湘潭大学 2015
[4]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[5]刀具表面微织构切削机理研究[D]. 张俊生.合肥工业大学 2015
[6]微型车刀抗磨损表面仿生微结构设计与优化[D]. 王雯.长春理工大学 2015
[7]微织构硬质合金刀具干切削铝合金实验研究[D]. 龙石山.湘潭大学 2014
[8]表面织构陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 冯秀亭.山东大学 2014
[9]基于计算机仿真的涂层刀具切削性能研究[D]. 孙华亮.机械科学研究总院 2013
[10]表面功能结构在钛合金切削中的应用[D]. 陈琛.华中科技大学 2013
本文编号：2916996
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竹鼠及牙齿
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 3掉原子。因此，采用离子束加工的织构具有极高的成形精度，可完成对纳米尺的加工。此外，采用 FIB 加工沟槽，在刀具表面不会产生应力和应变，污染少程度高。日本学者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技术，在金刚石刀具前刀不同形貌的沟槽织构，通过铝合金切削试验发现了平行于主切削刃方向，沟槽m，深度 43nm 的织构具有良好的降阻减摩特性，有效的降低了刀具切削力和，提高了刀具的切削性能。但离子束加工技术对离子束加工设备要求较高且成多见于国外研究机构。
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 3掉原子。因此，采用离子束加工的织构具有极高的成形精度，可完成对纳米尺的加工。此外，采用 FIB 加工沟槽，在刀具表面不会产生应力和应变，污染少程度高。日本学者 Kawasegi Norizak[17]等人采用 FIB 技术，在金刚石刀具前刀不同形貌的沟槽织构，通过铝合金切削试验发现了平行于主切削刃方向，沟槽m，深度 43nm 的织构具有良好的降阻减摩特性，有效的降低了刀具切削力和，提高了刀具的切削性能。但离子束加工技术对离子束加工设备要求较高且成多见于国外研究机构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Geomagic的复杂实体三维点云建模研究[J]. 李晓双,宋彬,郑丹. 测绘与空间地理信息. 2017(06)
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[3]旋转超声磨削钛合金有限元仿真与试验研究[J]. 刘凡,秦娜,牛健地,郑亮. 工程设计学报. 2017(02)
[4]具有分形特征的织构表面的润滑减摩性能研究[J]. 王洪涛,李艳,朱华. 表面技术. 2016(09)
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[6]刀具表面微织构设计和切削仿真分析[J]. 符永宏,王海波,顾亚励,李玉弟. 机械制造. 2016(06)
[7]基于Deform-3D的铝合金2A12车削加工有限元模拟[J]. 黄勇,狄欧,李亚非. 机械制造. 2016(06)
[8]蛇腹鳞微织构在硬质合金刀具上的应用[J]. 杨娟,史素敏. 科技经济导刊. 2016(13)
[9]基于Geomagic的小家电产品的逆向设计[J]. 张春卿. 中国现代教育装备. 2016(05)
[10]微型车刀微孔织构设计及高速微车削试验[J]. 于占江,王雯,张超楠,许金凯. 润滑与密封. 2016(02)
博士论文
[1]耦合仿生疏水耐磨典型金属表面的构建及其性能研究[D]. 郭蕴纹.吉林大学 2014
[2]典型贝类壳体生物耦合特性及其仿生耐磨研究[D]. 田喜梅.吉林大学 2013
[3]基于表面微织构刀具的钛合金绿色切削冷却润滑技术研究[D]. 戚宝运.南京航空航天大学 2011
[4]鼹鼠（Scaptochirus moschatus）爪趾切削机理研究[D]. 刘财勇.吉林大学 2008
[5]几种腹足纲贝壳的结构和性能[D]. 梁艳.大连理工大学 2008
[6]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]6061铝合金高速铣削有限元仿真与实验研究[D]. 王海涛.青岛理工大学 2015
[2]微织构刀具的设计与切削性能试验研究[D]. 陈碧冲.北京理工大学 2015
[3]微织构硬质合金刀具优化与正交切削试验研究[D]. 张博文.湘潭大学 2015
[4]微织构麻花钻的设计制备及钻削性能研究[D]. 高焕焕.山东大学 2015
[5]刀具表面微织构切削机理研究[D]. 张俊生.合肥工业大学 2015
[6]微型车刀抗磨损表面仿生微结构设计与优化[D]. 王雯.长春理工大学 2015
[7]微织构硬质合金刀具干切削铝合金实验研究[D]. 龙石山.湘潭大学 2014
[8]表面织构陶瓷刀具的切削性能研究[D]. 冯秀亭.山东大学 2014
[9]基于计算机仿真的涂层刀具切削性能研究[D]. 孙华亮.机械科学研究总院 2013
[10]表面功能结构在钛合金切削中的应用[D]. 陈琛.华中科技大学 2013
本文编号：2916996
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