高速外圓磨削仿真磨削力磨削溫度比磨削能鈦合金碩士論文

1、難加工材料的高速外圓磨削仿真與工程實(shí)驗(yàn)研究【關(guān)鍵詞】 高速外圓磨削; 仿真; 磨削力; 磨削溫度; 比磨削能; 鈦合金; 【英文關(guān)鍵詞】 High-Speed Cylindrical Grinding; Simulation; Grinding Force; Grinding Temperature; Specific Grinding Energy; Titanium Alloy; 【中文摘要】 由于高速磨削有可能實(shí)現(xiàn)磨削效率與磨削質(zhì)量的完美統(tǒng)一,而引起了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的高度重視,我國(guó)也將其列入國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)和國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)。然而,實(shí)現(xiàn)高速磨削不僅需要高速磨床、高速砂輪

2、,而且需要揭示高速磨削機(jī)理,掌握不同材料、不同工藝條件下的高速磨削性能,才能綜合有效地控制磨削質(zhì)量、效率和成本,并為高速磨床和高速砂輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高它們的可靠性和使用壽命等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。 由于探究高速外圓磨削工藝、開(kāi)發(fā)高速精密外圓磨床、測(cè)試高速外圓磨削環(huán)境下的磨削力、磨削熱等相關(guān)力學(xué)物理性能等具有很大的難度,目前的高速磨削研究主要涉及平面磨削。 為此,本文的主要目的和研究工作在于,針對(duì)鈦合金等難加工材料,基于DEFORM-3D軟件,開(kāi)展高速外圓磨削的仿真研究；提出高速外圓磨削過(guò)程部分力學(xué)物理性能的測(cè)試方法；在自行研制的高速外圓磨床上搭建磨削力、磨削熱、磨削功率、材料去除率等的測(cè)試平

3、臺(tái)；基于仿真研究結(jié)果,開(kāi)展高速磨削工藝參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn),初步掌握不同材料、不同工藝條件下的磨削力、磨削功率、磨削效率和磨削表面質(zhì)量等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)規(guī)律。 論文的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)在于： (1)提出和構(gòu)造了. 【英文摘要】 As the high-speed grinding can be possible to achieve the perfect unity of grinding efficiency and grinding quality, while attaches great importance for foreign experts and scholars, China a

4、lso takes this to be included in the National Basic Research Program (973 program) and the National major projects. However, high-speed grinding requires not only high-speed grinder, high speed grinding wheel, but also needs to reveal the mechanism of high-speed grinding, to master the high-speed gr

5、inding performance of .摘要 5-7 Abstract 7-8 目錄 9-12 第一章 緒論 12-23 1.1 引言 12 1.2 難加工材料的特性及其可加工性 12-14 1.2.1 高溫合金的特性及其可加工性 12-13 1.2.2 鈦合金材料的特性及其可加工性 13 1.2.3 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料的特性及其可加工性 13-14 1.3 高速超高速磨削加工技術(shù) 14-15 1.4 難加工材料的磨削研究現(xiàn)狀綜述 15-21 1.4.1 鈦合金材料的磨削研究現(xiàn)狀 15-19 1.4.2 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料的磨削研究現(xiàn)狀綜述 19-20 1.4.3 難加工材料磨削加工機(jī)理的仿

6、真研究 20-21 1.4.4 難加工材料的高速外圓磨削加工 21 1.5 課題的研究意義 21 1.6 本課題的目標(biāo)及其主要研究?jī)?nèi)容 21-23 1.6.1 本課題的主要目標(biāo) 22 1.6.2 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 22-23 第二章 難加工材料高速磨削的研究基礎(chǔ) 23-41 2.1 傳統(tǒng)磨削工藝的基礎(chǔ)理論 23-32 2.1.1 磨屑成形過(guò)程 23-25 2.1.2 磨削力和磨削功率 25-26 2.1.3 磨削熱和磨削溫度 26-28 2.1.4 磨削精度、表面質(zhì)量和磨削效率 28-32 2.2 難加工材料的磨削機(jī)理研究 32-34 2.2.1 難加工材料的磨削特點(diǎn) 32 2.2.2 磨

7、削力 32-33 2.2.3 磨削溫度 33-34 2.3 高速磨削基礎(chǔ)理論 34-36 2.3.1 高速磨削機(jī)理 34-35 2.3.2 影響高速磨削的因素 35-36 2.4 高速外圓磨削仿真與實(shí)驗(yàn)技術(shù) 36-40 2.4.1 高速外圓磨削仿真技術(shù) 36-39 2.4.2 高速外圓磨削實(shí)驗(yàn)技術(shù) 39-40 2.5 本章小結(jié) 40-41 第三章 難加工材料的高速外圓磨削仿真研究 41-63 3.1 仿真實(shí)驗(yàn)工藝方案 41-49 3.1.1 材料參數(shù)的確定 41-44 3.1.2 仿真實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)的選擇 44 3.1.3 DEFORM-3D軟件介紹 44-46 3.1.4 基于DEFORM-3

8、D的外圓磨削仿真模型構(gòu)建 46-49 3.2 高速外圓磨削參數(shù)對(duì)力影響的仿真研究 49-52 3.2.1 高速磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削力的影響研究 49-50 3.2.2 磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削力比的影響研究 50-52 3.3 高速外圓磨削參數(shù)對(duì)熱影響的仿真研究 52-57 3.3.1 磨削溫度分析 52-54 3.3.2 磨削熱量分配比研究 54-57 3.4 高速外圓磨削的熱力耦合及工藝優(yōu)化控制研究 57-58 3.4.1 高速外圓磨削熱力耦合分析 57-58 3.4.2 實(shí)際磨削深度與磨削點(diǎn)位置關(guān)系 58 3.5 單顆磨粒磨屑成形過(guò)程 58-59 3.6 單顆、多顆磨粒及磨粒切削角度對(duì)磨削力和磨

9、削溫度的影響 59-61 3.6.1 單科、多顆磨粒對(duì)比研究 60 3.6.2 磨粒切削角度對(duì)比研究 60-61 3.7 本章小結(jié) 61-63 第四章 難加工材料的高速外圓磨削工程實(shí)驗(yàn)研究 63-75 4.1 工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建 63-68 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 63-65 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 65-67 4.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集 67-68 4.2 磨削功率研究 68-70 4.2.1 磨削功率的影響研究 68-69 4.2.2 磨削過(guò)程功率變化分析 69-70 4.3 磨削層厚度與比磨削能研究 70-72 4.3.1 磨削層厚度影響研究 70-72 4.3.2 比磨削能的影響研究 72 4.4 磨削振動(dòng)量分析 72-73 4.5 本章小結(jié) 73-75 第五章 總結(jié)與展望 75-78 5.1 總結(jié)