在线监测旋转DF钻削系统的优化设计

发布时间：2017-10-01 02:01

  本文关键词：在线监测旋转DF钻削系统的优化设计

  更多相关文章： 深孔 DF系统 在线监测 结构优化

【摘要】：深孔广泛应用于机械制造行业中，，其功能具有不可替代性，但深孔加工设备和加工工艺特殊，封闭的加工环境和较大的钻削长径比带来了排屑困难、无法直接观察切削状况、加工系统刚度低的问题，常常为确保加工质量和避免切屑堵塞而不得不降低加工效率。 本文针对上述问题，从提高加工效率、稳定加工过程、保证加工质量的角度出发，在前人所做工作的基础上，对负压抽吸机理进行了深入分析，对DF系统进行了结构优化和功能完善。首先，结合流体力学相关理论，建立了DF系统结构参数与负压抽吸性能的数学模型，得到了不同结构参数与负压抽吸效果的变化规律，其性能随射流间隙喷射角的增大而降低，随射流间隙宽度、后排屑通道内径的增加，先升到最高值后逐渐降低。其次，通过Fluent软件对负压抽吸过程进行仿真试验，发现将射流间隙线型改为锥线型，并且形状参数10和l/D21时，射流间隙造成的能量损失最小；同时，得到负压抽吸性能最佳时每一项结构参数的取值范围，并基于仿真通过正交试验法得到相关参数对负压抽吸性能的影响水平，确定出最优的参数组合。最后，在现有DF系统的基础上，结合所得结论和切削监测、切削机床、机械密封等相关理论，对负压抽屑器结构进行优化，并融合在线监测与动力传输功能，设计出集成在线监测功能的旋转DF钻削系统。
【关键词】：深孔 DF系统 在线监测 结构优化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究目的和意义9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.3 课题来源和主要研究内容13-14
• 1.3.1 课题来源13
• 1.3.2 主要研究内容13-14
• 1.4 拟解决的关键技术14-15
• 2 DF 系统负压抽吸效果数学模型15-25
• 2.1 无量纲参数的定义15-16
• 2.2 数学建模16-20
• 2.3 结构参数分析20-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 DF 系统负压抽吸效果仿真分析25-49
• 3.1 计算流体动力学和 Fluent 软件介绍25-26
• 3.2 仿真模型求解设置26-33
• 3.2.1 计算域设定26-28
• 3.2.2 网格划分28-31
• 3.2.3 边界条件设定31
• 3.2.4 求解器与控制器设定31-33
• 3.3 射流间隙结构改进33-38
• 3.4 仿真结果分析38-42
• 3.5 基于仿真的正交试验42-47
• 3.5.1 正交试验法的介绍42-43
• 3.5.2 正交试验的直观分析43-45
• 3.5.3 正交试验的方差分析45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 4 在线监测 DF 钻削系统的设计49-66
• 4.1 引言49
• 4.2 在线监测方式的分析选择49-53
• 4.2.1 传感器安装位置的分析49-51
• 4.2.2 工况信号的分析选取51-53
• 4.3 在线监测 DF 钻削系统的总体布局53-55
• 4.4 在线监测 DF 钻削系统的设计55-65
• 4.4.1 DF 抽屑装置的设计56-60
• 4.4.2 在线监测装置的设计60-62
• 4.4.3 动力源的选择62-63
• 4.4.4 传动链设计63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 总结和展望66-68
• 5.1 总结66
• 5.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐春广，王信义，肖定国;切削状态在线监测的新方法[J];北京理工大学学报;1994年01期

2 王永兵;;声发射技术的研究进展[J];石油和化工设备;2009年07期

3 王艳华;;准干式切削在深孔加工中应用的关键技术[J];机电技术;2008年01期

4 关世玺;程峰;;一种新型的深孔负压装置研究[J];机械设计与制造;2009年05期

5 乔艳秋;;车氏密封在高压气体旋转动密封装置中的应用[J];流体传动与控制;2010年06期

6 赵丽琴;李建;王彪;刘永姜;李道波;付力;;深孔加工负压排屑系统的优化设计仿真研究[J];机械设计与制造;2013年04期

7 梁钦;高贵军;刘邱祖;;基于CFD的喷嘴轮廓对喷嘴能量损失影响分析[J];矿山机械;2014年03期

8 解海叶;;深孔加工中存在问题的分析与处理[J];同煤科技;2011年02期

9 汪志明;米志德;王峻;;DF深孔钻削技术及其负压抽屑系统[J];新技术新工艺;1990年02期

10 宋蕾 ,朱林 ,王江萍;深孔钻削加工刀具状态监测的研究[J];新技术新工艺;2002年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 谷建龙;船舶压载水处理过程中自由基气液垂直横射流混合过程的数值研究[D];大连海事大学;2009年

本文编号：951648