一、合理地选择与设计刀具实现干切削加工（论文文献综述）
朱兆聚[1]（2019）在《航空异质构件钻削刀具温度特性及制孔关键技术研究》文中研究指明随着现代航空航天、国防工业等重点发展行业的不断进步,对应用材料的性能要求越来越高,传统的单一结构材料已无法满足使用要求,由两种及两种以上不同材料组成的航空异质构件,通过不同材料物理力学性能间的协同作用,获得单一结构无法比拟的优越综合性能,可有效提高航空构件的结构强度和损伤容限,被广泛应用于航空航天领域。不同构件间通过钻削连接孔,利用螺栓或铆接进行装配,连接孔的加工质量直接影响装配精度,对飞机运行的稳定性和可靠性起到关键作用。目前已有研究中,针对航空航天领域应用较广的铝/钛合金异质叠层构件的制孔研究较少,缺乏钻削加工中刀具温度分布研究,难以制定合理的制孔工艺,为此,开展航空异质构件钻削刀具温度分布及制孔工艺研究,为实现航空结构件高效高质量加工提供关键技术支持。主要研究内容如下:分析了钻削刀具主切削刃上温度分布特征。基于Tool-foil热电偶系统,研究了钻削过程中沿刀具主切削刃上温度变化特性,得出沿主切削刃从钻心到外缘,刀具温度呈逐渐降低趋势,即靠近钻心处温度比外缘处高。利用嵌入式热电偶系统对该结果进行了试验验证,同时在运用共轭梯度法确定刀/屑间摩擦热能的能量分配系数的基础上,对刃上温度分布进行了理论解析和有限元仿真分析,验证了Tool-foil热电偶系统测量结果的准确性和方法的可靠性,为后续温度研究提供技术支持。研究了铝/钛合金异质叠层结构钻削加工特性。分别对单层及叠层结构进行了钻削试验,分析了钻削过程中加工参量的变化特性,比较了单层、叠层及不同钻削顺序下刀具刃上温度分布差异,建立了钻削铝/钛叠层时切削参数与刀具温度分布间的数学关系模型,得出钻削铝/钛结构（铝一→钛）时,靠近钻心位置的温度低于切削刃外缘温度,温度沿主切削刃从钻心到外缘呈上升趋势;但钻削钛/铝结构（钛→铝）时,结果与之相反。探讨了制孔后已加工微观组织结构的演化规律,发现已加工表面微观组织在热力耦合作用下发生严重塑性变形,晶粒被沿加工方向呈纤维化拉长,且该区域内发生两种相变:一是由密排六方的α相向体心立方的β相进行转变;二是由体心立方β相向次生α相（马氏体）进行转变。描述了钻削过程中切屑的三维形成过程,揭示钻削切屑的成形机理,研究了切削参数对切屑宏观及微观形貌的多尺度影响特性。评价了新型刀具结构对异质构件的钻削加工性能。阐述刀具断屑机理,设计并试制多尖刃钻头、阶梯刃钻头和双锥角钻头等新型刀具结构对铝/钛合金异质叠层结构进行钻削试验,研究了不同刀具结构对加工过程参量和刀具刃上温度分布的影响规律,发现无论哪种刀具结构,靠近钻心温度均大于外缘温度,且双锥角钻头沿主切削刃产生的温度趋势更为平缓。揭示了粘结磨损是不同刀具结构在钻削铝/钛叠层时主要的刀具磨损形式,通过综合比较,确定双锥角钻头更适用于铝/钛叠层加工。探讨了不同冷却方式对异质构件制孔特性的影响规律。阐明了MQL系统中的雾滴是在由毛细作用力产生的拉力和由工件已加工表面或切屑背面的相对运动产生的排斥力共同作用下到达接触面,形成润滑膜,减小了金属间直接接触面积,并与接触表面发生对流换热,实现其润滑冷却功能。对比分析了干切削、空冷和MQL冷却条件下钻削铝合金、钛合金和铝/钛叠层时刀具主切削刃上温度分布特性,得出在钻削铝合金和钛合金时,沿主切削刃从钻心到外缘刀具温度呈递减趋势,且空冷的冷却效果最好,但在钻削铝/钛叠层结构时,无论哪种冷却方式,沿主切削刃从钻心到外缘刀具温度呈递增趋势,且MQL冷却效果最好。粘结磨损和刀具破损是不同冷却条件下钻削铝合金和钛合金时刀具主要磨损形式。
李宁[2]（2018）在《钛合金加工用深亚毫米尺度表面织构刀具结构与参数优化研究》文中提出作为绿色制造战略实施的具体体现,干切削技术目前已成为加工领域的研究热点之一。随着航空航天业的发展对制造业不断提出新的要求,钛合金由于其优良的综合特性被广泛地应用于各种整体复杂结构件中,且其用量越来越大。为了实现这些航空航天钛合金的高效、高性能加工,刀具快速磨损依然是亟待解决的关键问题,而切削区的剧烈摩擦与很高的切削温度是导致钛合金切削过程中刀具快速磨损的主要原因。因具有良好的减摩功能,且能够提高抗黏附以及耐磨性,高性能的表面织构给刀具-工件和刀具-切屑接触表面的减摩、刀具切削性能的提升带来了新的研究方向,对于保护环境、节约能源、降低加工成本具有重要意义。针对钛合金加工过程中刀具快速磨损,钛合金加工效率低以及加工质量不达标等问题,本文提出了深亚毫米尺度的表面织构刀具的设计方案,并对该表面织构刀具用于钛合金切削展开了探索性的研究,具体工作以及取得的成果如下:（1）探究了减摩槽刀具切削钛合金Ti-6Al-4V时的性能,从切削力、刀具-切屑接触面上的平均摩擦系数以及切屑形态等方面研究并获得了减摩槽结构对刀具切削性能的影响规律。与无减摩槽刀具对比,该减摩槽刀具需要在与之匹配的切削条件下才具有减小切削力、改善刀具-切屑接触表面摩擦性能的效果,其结构参数需要改进。（2）提出了深亚毫米尺度的表面织构刀具的设计方案,在无涂层硬质合金平面刀片上设计了不同类型、不同参数的深亚毫米级表面织构,采用仿真模拟的方法对这些织构刀具的性能进行了研究。有限元结构强度的分析表明,前刀面上这些表面织构的置入对刀片结构强度几乎没有影响;通过切削模拟仿真研究了这些织构刀具的切削性能,分析了表面织构参数如沟槽形状、宽度、深度、第一沟槽离刀刃的距离以及沟槽间的间距等对刀具切削性能的影响,并对表面织构刀具的这些结构参数进行了优化。（3）制造了九种深亚毫米尺度表面织构刀片,通过干车削Ti-6Al-4V试验,从切削力、切屑形貌、刀具-切屑接触面上的平均摩擦系数、刀具磨损、加工表面粗糙度等方面,研究了织构参数、织构类型对刀具切削性能的影响。结果表明,深亚毫米尺度表面织构的置入可以改善刀具的切削性能,其机理可以通过刀具-切屑接触面积的减少、切屑陷入织构的程度以及犁切效应之间的相互作用来解释。在所有织构刀片中,平行于主切削刃的沟槽型织构刀片P01在减少切削力、改善前刀面的摩擦性能方面表现出了最佳的性能;同时,前刀面上合理的表面织构的置入有助于提高刀具的抗粘结性能,改善工件已加工表面质量。（4）验证了优化的表面织构刀具性能,基于切削模拟仿真分析的结果,得到了七组优化的表面织构参数,并通过仿真与切削试验验证了优化的表面织构刀具性能;为了进一步改善织构刀具的切削性能,探究了在织构中填充固体润滑脂MoS2后刀具的切削性能。验证结果显示:相对于织构刀片P01,优化的织构刀片N1N7在减小切削力、改善前刀面上摩擦磨损性能、增强抗磨损性能方面均表现出了更好的性能。
杨海军[3]（2018）在《基于绿色加工的PCD刀具干式切削铜合金的磨损研究》文中认为聚晶金刚石（PCD）刀具具有硬度高、耐磨性好、热膨胀系数和摩擦系数低等优越特性,可在高速切削中获得较高加工精度和加工效率,被广泛应用于航空航天、汽车等诸多加工领域。干式切削技术是一种目前新兴的绿色加工技术,可完全实现不使用切削液而进行切削加工,从根本上消除了传统切削污染环境、危害工人健康等诸多负面影响。将PCD刀具的高速切削技术和干式切削技术相互结合,发挥各自优点,发展PCD刀具高速干式切削技术,将会是未来切削加工技术的一个重要方向。但缺乏切削液的作用,采用干式切削必然会造成切削温度升高、切削力增大,从而导致刀具磨损速率加快、加工效率降低,这对PCD刀具干式切削的实际生产造成了一定的不利,针对这种情况,本文基于工程实际,选用两种不同型号的PCD刀具对锡铅铜合金CuSn7Pb15-C进行高速干式切削试验,对刀具磨损过程和加工能力进行了对比分析,研究了刀具材料对刀具磨损的影响,探讨了PCD刀具干式切削在实际生产中的可行性;同时探究了不同条件下刀具的磨损形态和磨损机理差异。首先,采用CTB010和CMX850两种型号的PCD刀具进行了干式切削精加工试验,并对刀具的磨损过程和磨损量进行了对比分析,研究了刀具材料对刀具磨损的影响,结果表明:随着切削工件数量的增加,两种刀具的磨损程度均呈缓慢上升趋势,但CTB010刀具的磨损速率较CMX850快,在加工完相同数量工件后更早达到了磨钝标准,对比两者的加工效率,CMX850刀具优势明显,可在生产实践中进行推广应用。CMX850刀具在干式切削中表现出更好的耐高温磨损能力和更强的抗粘结能力;同时前者金刚石颗粒尺寸更小,刀具刃口更锋利,在被磨损时不易造成大的缺口,故CMX850刀具的切削性能和加工质量要优于CTB010。其次,利用体视显微镜和扫描电镜对加工后两种型号的PCD刀具进行了磨损形态的观察,结果表明:CTB010磨损形式主要表现为前刀面的片状剥落和后刀面的轻微破损;CMX850主要表现为微崩刃,另外在切削过程中两种刀具都存在着不同程度的脆性破损,其特征主要表现为崩刃、切削刃整体断裂以及前后刀面的大面积剥落。最后,通过X射线能谱仪分析了刀具磨损区域化学成分,结果表明:在高速干式切削过程中,磨损的主要原因是切削高温作用下的扩散、氧化和粘结磨损,其中氧化磨损主要由金刚石刀具中C和Co在高温作用下发生氧化反应降低刀具强度而形成;扩散磨损主要由工件材料和刀具材料元素间的相互扩散削弱了刀具切削性能所造成。
陈鹏[4]（2017）在《轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体方案及关键技术研究》文中认为轿车变速箱齿轮是轿车传动系统的关键零件,其生产技术与装备水平在汽车制造领域具有代表性。与手动生产线相比,在自动生产线上完成变速箱齿轮的加工不仅生产效率高、质量稳定可靠、产能控制精确、自动化程度高,而且还能节约占地面积、降低污染和能耗、减轻工人劳动强度等。近年,国内的轿车齿轮制造商均对轿车齿轮加工自动生产线提出了较为迫切的市场需求,但轿车齿轮加工自动生产线目前主要依靠从发达国家进口。本文围绕国家科技重大专项课题“轿车变速箱齿轮加工自动生产线”的要求（课题编号:2011ZX04001-041）,进行了齿轮加工自动生产线的研究和开发。主要研究内容如下:对轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体解决方案进行了研究。包括建立了轿车变速箱齿轮加工自动生产线的质量、效率、成本、环境能效、服务等总体目标体系;根据不同类型齿轮的结构特点拟定了相应的工艺方案;基于模块化思想总结提出轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体集成方案和关键技术方案;设计了生产线自动物流系统和整体防护;进而形成了轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体解决方案。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线高速干切滚齿关键技术及工艺参数优化进行了研究。包括面向干式滚齿的刀具、直驱主轴、机床布局、机床防护和干切工艺参数优化等系列关键使能技术的研究;提出了一种齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型;为实现该模型在自动化生产线上的应用,建立了高速干切滚齿工艺参数在机自适应优化修正模型,并基于西门子840D数控系统对高速干切滚齿工艺参数优化支持系统进行了开发。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线的监控与管理技术进行了研究。包括从通用的机械加工自动生产线层面构建了监控系统的多目标体系、监控变量体系和监控信息体系,建立了多目标监控集成模型,实现了从不确定性的监控变量体系到确定性的监控目标体系的映射,从而为机械加工自动生产线监控系统的研发提供了理论基础;基于该模型开发了齿轮加工自动生产线管理与监控系统。对轿车变速箱齿轮加工自动生产线系统可靠性进行了分析研究。在e M-Plant仿真环境下建立了轿车变速箱齿轮加工自动生产线Ⅰ线仿真模型,仿真得出轿车变速箱齿轮加工自动生产线的平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）,并分析了机床失效、机床加工时间、缓冲区容量等因素变化对生产线可靠性指标MTBF和MTTR的影响规律;通过运行过程可靠性试验统计数据,验证评估了自动生产线的可靠性。课题组基于以上研究成果,成功开发了轿车变速箱齿轮加工自动生产线,并通过了国家科技重大专项实施管理办公室组织的验收。8条轿车变速箱齿轮加工自动生产线已在重庆蓝黛动力传动机械股份有限公司进行了成功应用和实际运行,取得了良好效果,表明其具有较好的应用前景。
周兰[5]（2017）在《航空难加工材料螺旋铣制孔专用刀具设计及其质量研究》文中提出螺旋铣制孔技术与工业机器人相结合,可实现干切削工况下的高效制孔,并且在提高加工质量、降低生产成本方面较传统钻削体现出显着优势。但是,航空难加工材料物化属性特殊、切削性能差,使提高螺旋铣制孔质量、避免出口缺陷与抑制刀具磨损变得极具挑战性。为此,本文基于螺旋铣运动学特征,设计了一种专用刀具分屑结构,对其切削过程力学理论进行深入分析,并针对钛合金（TC4-DT）、碳纤维增强复合材料（CFRP）及CFRP/Ti叠层材料,开展系统性试验研究。首先,介绍螺旋铣技术及其刀具研究现状,以航空难加工材料为背景,分析钻削过程产生的质量问题,指出螺旋铣制孔工艺的优势。基于螺旋铣运动学分析,构建运动学方程,对关键运动学矢量进行数学描述;应用MATLAB实现运动轨迹仿真分析,明确切削范围特点及其与自转/公转转速比（R1）、孔径/刀具直径比（R2）之间的关系。提出了螺旋铣制孔专用刀具设计方案。介绍分段式端刃、螺旋状侧刃和齿背冷却孔结构特征,重点阐述分段式端刃分屑结构、四齿同结构和两两对称同结构的仿真设计方案;以不同方案获得的未变形切屑和加工表面形貌的仿真结果为依据,实现专用刀具的端刃结构优化与数学描述;根据优化后的刃型及其关键点的运动轨迹特征,综合R1、R2对轨迹形貌的影响,进一步研究各参数对未变形切屑仿真结果的作用规律;通过不同参数下产生的切屑几何形貌、切削力和制孔质量,验证专用刀具的分屑作用。针对螺旋铣制孔专用刀具,构建了一个非线性切削力模型。通过建立用于描述切削量的坐标系,重点对不同刀齿在稳定加工阶段半自转周期内产生的切屑厚度、切削宽度进行数学描述与数值计算;采用平均力模型的方法,设计实施切削力系数标定试验,对该系数进行线性拟合与计算;最后通过设计开展TC4-DT螺旋铣制孔试验,实现对该切削力模型的验证,并深入分析不同加工参数下的切削力变化规律。基于螺旋铣制孔专用刀具,针对航空难加工材料（TC4-DT、CFRP及CFRP/Ti叠层材料）进行了系统性试验研究。通过对不同参数下的切屑几何特征、切削力变化趋势和制孔质量变化规律进行深入分析,实现了单层TC4-DT、CFRP板螺旋铣制孔过程的参数优化,进而阐述了刀具磨损特征及其对切削力和制孔质量的影响;重点研究CFRP/Ti叠层材料螺旋铣制孔精度,阐述了 TC4-DT与CFRP平均孔径与圆度的变化规律,进一步验证了专用刀具的分屑优势。最后总结本文的主要研究内容、提炼创新点,并对未来的研究工作提出展望。
刘倩[6]（2016）在《钛合金螺旋铣孔有限元分析与试验研究》文中研究表明为了提高装甲车快速反应能力和自主作战能力,轻量化成为装甲车发展的趋势。因为钛合金材料的密度小、强度高、抗腐蚀性能好等优点以及它在航空航天的成功应用,将钛合金材料应用到装甲车上。钛合金属于难加工材料,特别是孔的加工更为困难,装甲车上的零件有许多的孔需要加工,而钛合金零件的孔加工还采用钻孔加工方式,钻孔加工因为轴向力大、表面加工质量差和加工成本高等原因,已经不适合与钛合金零件的孔加工之中。本文主要围绕最新的钛合金螺旋铣孔加工技术研究。在机床的主要技术参数满足要求后,决定切削加工效率加工质量和加工质量的主要因素是刀具（材料和结构）和切削参数（主轴转速、进刀速度、轴向切削深度）。本文针对钛合金螺旋铣孔加工过程,采用理论分析、仿真和试验方法研究了刀具结构、切削参数对切削过程的物理现象（切屑变形、切削力、切削温度）和表面粗糙度的影响规律,完成了刀具的结构设计和切削参数的优化设计,为生产中的实际应用提供了依据。根据钛合金的加工特性与螺旋铣孔运动特性设计刀具。对螺旋铣孔加工过程进行了有限元仿真研究。采用二维仿真模型得到刀具前角对切屑变形、切削温度和切削力的影响,采用三维仿真模型得到刀具螺旋角对切削温度、切削力的影响以及切削参数对切削力的影响,在此过程中首次通过有限元仿真得到整个公转周期的螺旋铣孔切削力曲线特性图。采用试验方法对有限元仿真结果进行了验证,证明仿真结果是有效的。针对切削参数与切削力之间的关系,采用正交试验、多元线性回归建立了切削参数与切削力之间的经验公式。针对切削温度,采用红外测温装置针对不同切削参数的切削温度进行了测量,得到了主轴转速、进刀速度、轴向切削深度对切削温度影响的趋势图。最后采用单因素方法研究各个切削参数对表面粗糙度的影响,采用曲面响应法建立切削参数与表面粗糙度之间的关系式。以表面粗糙度与材料去除率为目标,采用遗传算法与Pareto相结合的方法实现对切削参数（主轴转速、进刀速度、轴向切削深度）的优化设计。
洪继伟[7]（2016）在《陶瓷刀具表面微织构对刀具切削性能的影响研究》文中研究说明摩擦学研究表明表面微织构可以有效地提高接触表面承载力,改善接触表面摩擦学特性。将该技术应用到陶瓷刀具中,能够有效解决高速切削淬火钢等难加工材料时刀具的磨损问题。因此,本文针对不同形状和截面尺寸的表面微织构陶瓷刀具进行有限元分析和切削实验,研究陶瓷刀具表面微织构对刀具切削性能的影响,主要工作内容如下：（1）运用脉冲光纤激光器在Al2O3-TiC陶瓷刀具前刀面加工不同形状和截面尺寸的表面微织构,并使用激光共聚焦显微镜进行表面微织构形貌观察,分析表面微织构形貌和结构尺寸的优良,保证表面微织构结构尺寸在设计和实验过程中的一致性。（2）运用ABAQUS有限元软件进行表面微织构陶瓷刀具切削45#淬火钢的正交切削过程仿真,表面微织构包括不同深度、宽度和间距的横向表面微织构,主要针对切削过程中的切削力、切削温度和切削应力的大小和分布进行分析。结果表明：微沟槽的深度、宽度和间距不同,陶瓷刀具的切削力、切削温度和切削应力的大小和分布均不同；微沟槽宽度为25μm时刀屑之间不存在“二次切削”,随着宽度的增大,“二次切削”现象越明显；随着深度、宽度和间距的增大,切削力和切削温度逐渐增大,切削应力越集中,当深度小于20μm,宽度小于35μm,间距小于75μm时,陶瓷刀具的总体切削性能得到改善,刀具强度较高。（3）运用压电式测力仪和红外测温法检测陶瓷刀具切削过程中的切削力和切削温度,采用单因素实验研究方法分析不同形状和不同截面尺寸的表面微织构陶瓷刀具的切削性能,并分析前刀面的平均摩擦系数的变化,实验结果表明：随着微沟槽深度、宽度和间距的增大,切削力、切削温度和平均摩擦系数整体呈现增大趋势,在深度为10μm,宽度为25μm,间距为50μm时,横向表面微织构陶瓷刀具的总体切削性能较好,切削力减小了26%,切削温度降低了16%,平均摩擦系数减小了16%。（4）通过高速干切削实验,对比不同形状和不同截面尺寸的表面微织构陶瓷刀具前、后刀面的磨损形貌和磨损量,并研究对应的切屑锯齿化程度,分析不同表面微织构对陶瓷刀具切削性能的影响,实验结果表明：表面微织构的形状和截面尺寸对陶瓷刀具的磨损性能和切屑的锯齿化程度有影响,横向表面微织构陶瓷刀具的磨损量较小,随着深度、宽度和间距的增大,前、后刀面的磨损量增大,切屑锯齿化程度增大,深度为10μm、宽度为25μm、间距为50μm时,陶瓷刀具的总体磨损量较小。（5）通过SEM和EDX对陶瓷刀具前、后刀面的磨损形貌和切屑形貌进行分析,结合陶瓷材料本身特点,分析不同表面微织构对陶瓷刀具切削性能的影响。结果表明：合理的横向表面微织构能够起到减摩降温效果,减少接触表面的粘结现象,改善了陶瓷刀具前刀面的粘结磨损,减少了刀屑和刀工接触面的硬质颗粒,进而减小了刀具的磨粒磨损,陶瓷刀具的总体切削性能得到改善。
储继影[8]（2016）在《高温合金加工刀具选择与工艺参数优化研究》文中研究表明高温合金材料在高端机械加工领域应用越来越广泛,在燃气轮机中一些重要部件如动力涡轮盘、导向器等长期处于特殊工作环境,因此选用具有耐热耐磨耐腐蚀性能的高温合金材料,并且对高温合金材料加工质量提出更高的要求。高温合金材料的加工成为燃气轮机制造的关键技术之一。本文论述了高温合金材料的应用背景,对高温合金加工刀具选择依据包括刀具材料的确定、刀具几何形状选择、以及影响刀具加工效果的因素进行了分析和总结。对不同的高温合金材料加工,推荐适合各个加工阶段的刀具,确保在加工时有良好的加工精度和加工效率。针对两种常用镍基高温合金GH698和GH4169,通过单因素试验和正交试验设计,研究了加工刀具选择及切削参数设定对这两种高温合金材料加工结果的影响,确定最佳的切削工艺参数组合:切削速度、切削深度、切削宽度、进给量。经过系统的加工试验及后期的分析总结,最终完成该项研究,取得如下成果:首先,提高了对高温合金材料GH698和GH4169加工性能的认识,为今后类似材料加工提供了宝贵的第一手资料;其次,解决了生产加工的难题,降低刀具使用成本,提高高温合金材料的加工效率;最后,通过生产试验进行验证,为高温合金材料的加工提供有价值的试验数据,找到最佳工艺参数,编制优化工艺规程。
王伟[9]（2016）在《大型螺纹旋风硬铣削数值模拟及工艺参数优化》文中研究说明大型螺纹旋风硬铣削技术是多刀具断续渐进式成型切削,使得其切削特性不同于一般的切削方式。本文以新型螺纹旋风硬铣削技术为研究对象,从旋风硬铣削方法、热力耦合等角度展开优化研究,进行深入分析。首先,介绍了旋风铣削运动的原理,从几何学的角度利用坐标转换的方法对旋风硬铣削工艺的加工机理进行解析,建立了刀具廓形与螺纹滚道法向廓形的转换关系,详细阐述了螺旋滚道成形机理。同时,对旋风硬铣削切屑形成、工艺参数、误差成因进行了分析,为后续研究打下了基础。随后,对旋风硬铣削的动力学与热力耦合技术进行理论分析,构建了硬铣削系统的动力学模型,分析了硬铣削切削变形的铣削力与铣削热模型,建立了热力耦合的热弹塑性有限元控制方程,并对硬铣削的热力耦合过程进行了分析。然后,建立了硬铣削加工仿真简化模型,运用金属切削专用软件DEFORM-3D,将数值模拟技术与实验设计方法结合,针对铣削三要素进行正交实验设计,对模拟结果进行极差分析研究工艺参数对铣削热与铣削力的影响,综合考虑最大铣削热、最大主铣削力、最大有效铣削力等指标,获取了最优的参数组合。最后,对硬铣削工艺参数进行了研究。针对粒子群算法存在的缺陷,对其进行了改进优化,并将其与灰色关联度结合对应用到旋风硬铣削工艺参数的多目标优化问题中,取得了良好的效果。对旋风硬铣削工艺的推广具有重要意义。结尾在总结论文主要研究内容和研究成果的基础上,对未来进一步研究的前景做出了展望。
唐恒[10]（2015）在《基于无机热管冷却的干切削刀具切削性能的研究》文中研究说明在传统金属切削加工过程中,为了减少切削热对刀具及工件带来的不利影响,目前普遍采用的方法是通过浇注切削液来对刀具和工件进行冷却。正确、合理地使用切削液能够有效地改善我切削过程的摩擦润滑状态,降低切削力及切削温度,此外,还能减小由于系统热变形而产生的加工误差。随着绿色环保和节能减排的持续发展,切削液所产生的负面影响也越来越多,如对外部环境造成污染,对工人的身心健康产生危害,以及切削液的后续处理成本过高等问题。而现有的绿色切削技术发展还不够完善,存在着成本高、结构复杂等诸多问题,未能得到广泛的应用。将无机热管传热技术用于强化刀具的散热,为刀具冷却提供了一种新方法、新思路。无机热管无需外加动力而自动实现热量由蒸发段到冷凝段的快速传导和消散,具有比普通热管更强的导热能力,其导热系数约为普通热管的8倍。本文采用切削实验和有限元模拟相结合的方法对无机热管冷却刀具的切削性能进行了研究。主要研究内容如下:首先,对无机热管和普通热管进行了传热性能测试的实验,并对所得的实验结果进行了对比。通过测试实验可得:无论改变热源温度还是受热段长度,无机热管的启动和达到热平衡的速度均比普通热管快,且稳定温度值要比普通热管更接近于热源温度。根据无机热管的传热机理,设计并制备?4mm、?5mm和?6mm三种不同直径的无机热管冷却刀具和直径?5mm的普通热管冷却刀具。其次,进行了原型刀具、普通热管冷却刀具和无机热管冷却刀具切削难加工材料镍基高温合金GH4169的切削实验,并测量了不同实验方案下刀具的切削力和切削温度。实验结果表明:在相同切削参数下,各刀具的切削力相差不大,但无机热管冷却刀具各测温点温度相比于原型刀具和普通热管冷却刀具更低,而且工件已加工表面质量更好。最后,通过Advantedge FEM有限元软件模拟PCBN刀具切削镍基高温合金GH4169的加工过程,并得到刀-屑接触面热流密度。建立了原型刀具、普通热管及无机热管冷却刀具的三维有限元模型,将所得的热流密度加载到模型的刀-屑接触面,得到各刀具在不同方案下的温度场分布,提取四测温点的温度,与实验测量结果进行对比。并对原型刀具、普通热管及无机热管冷却刀具各测温点温度进行了对比,发现普通热管及无机热管冷却刀具各点温度均要明显低于原型刀具,且无机热管冷却刀具的散热能力比普通热管冷却刀具更强。
二、合理地选择与设计刀具实现干切削加工（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、合理地选择与设计刀具实现干切削加工（论文提纲范文）
（1）航空异质构件钻削刀具温度特性及制孔关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号及其单位 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 航空异质构件应用现状 |
| 1.3 航空异质构件制孔特性研究现状 |
| 1.3.1 异质叠层结构钻削特性 |
| 1.3.2 刀具结构对叠层结构制孔特性影响 |
| 1.3.3 不同冷却方式对异质构件钻削特性的影响 |
| 1.4 钻削温度特征研究现状 |
| 1.5 论文的提出、研究内容及总体框架 |
| 1.5.1 论文的提出 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 1.5.3 论文总体框架 |
| 第二章 钻削刀具温度分布特征研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于Tool-foil热电偶刀具温度分布特征 |
| 2.2.1 Tool-foil热电偶系统及标定 |
| 2.2.2 钻削刀具温度分布特性试验研究 |
| 2.3 基于嵌入式热电偶刀具温度特征 |
| 2.4 刀具温度分布有限元分析 |
| 2.4.1 刀具单元切削刃设定 |
| 2.4.2 斜角切削中ECT钻削力建模及热量计算 |
| 2.4.3 有限元热模型建立 |
| 2.4.4 仿真结果与试验结果对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铝/钛合金异质叠层结构钻削加工特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铝合金Al2024-T351和钛合金Ti6Al4V基本物理力学性能 |
| 3.3 单层结构钻削加工特性分析 |
| 3.3.1 单层结构钻削试验 |
| 3.3.2 轴向力及力矩分析 |
| 3.3.3 刀具温度分布特性分析 |
| 3.3.4 孔径质量分析 |
| 3.4 铝/钛叠层结构钻削加工特性分析 |
| 3.4.1 叠层结构钻削机理 |
| 3.4.2 试验设计及方法 |
| 3.4.3 叠层结构轴向力特性分析 |
| 3.4.4 不同叠层顺序对刀具温度特性的影响 |
| 3.4.5 孔径质量分析 |
| 3.4.6 表面微观组织变化分析 |
| 3.5 钛合金钻削切屑形成机理研究 |
| 3.5.1 切屑成形过程描述 |
| 3.5.2 切屑典型宏观特征描述 |
| 3.5.3 切削参数对切屑形貌的影响规律 |
| 3.5.4 切屑微观组织形貌分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 新型刀具结构对异质构件钻削加工性能评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具断屑机理 |
| 4.3 新型刀具结构设计与制备 |
| 4.3.1 新型刀具几何参数 |
| 4.3.2 新型刀具结构特征分析 |
| 4.4 新型刀具钻削试验 |
| 4.5 刀具结构对铝/钛合金叠层钻削特性的影响规律 |
| 4.5.1 不同刀具结构对刀具温度分布特性影响 |
| 4.5.2 轴向力随刀具结构及切削参数的演化规律 |
| 4.5.3 不同刀具结构对切屑形貌特征的影响规律 |
| 4.5.4 不同刀具结构对毛刺特征影响 |
| 4.6 刀具磨损分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 不同冷却方式对异质构件制孔特性影响规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MQL微量润滑作用机理 |
| 5.3 不同冷却方式钻削试验 |
| 5.3.1 试验装置 |
| 5.3.2 试验条件 |
| 5.4 不同冷却方式对刀具温度分布特性影响分析 |
| 5.4.1 不同冷却方式对钻削铝合金温度分布特性分析 |
| 5.4.2 不同冷却方式对钻削钛合金温度分布特性分析 |
| 5.4.3 不同冷却方式对钻削铝/钛叠层结构温度分布特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得的学术成果及参加科研项目 |
| 致谢 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）钛合金加工用深亚毫米尺度表面织构刀具结构与参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.2 表面织构的研究现状 |
| 1.3 表面织构刀具的研究现状 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 2 减摩槽刀具切削钛合金的试验初步探究 |
| 2.1 刀具-切屑接触表面摩擦状况分析 |
| 2.2 试验过程 |
| 2.3 试验结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 表面织构刀具的仿真模拟研究 |
| 3.1 表面织构刀具的几何建模 |
| 3.2 表面织构刀具的结构强度仿真 |
| 3.3 表面织构刀具的切削模拟仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 表面织构刀具的切削性能试验研究 |
| 4.1 试验过程 |
| 4.2 表面织构的置入对刀具切削性能的影响 |
| 4.3 表面织构刀具在其他切削条件下的切削性能 |
| 4.4 切削仿真模拟的正确性验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 表面织构刀具参数优化与性能验证 |
| 5.1 沟槽织构刀具几何参数的优化 |
| 5.2 优化的织构刀具性能验证 |
| 5.3 填充固体润滑脂MOS2后的织构刀具性能探究 |
| 5.4 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 |
| 附录1 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 附录2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（3）基于绿色加工的PCD刀具干式切削铜合金的磨损研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 绿色制造的提出 |
| 1.1.2 绿色切削技术 |
| 1.2 绿色切削技术研究现状 |
| 1.2.1 干式切削 |
| 1.2.2 绿色湿式切削 |
| 1.2.3 低温切削 |
| 1.3 高速干式切削技术研究 |
| 1.4 本课题研究的内容 |
| 2 试验条件与方案 |
| 2.1 试验目的 |
| 2.2 试验条件 |
| 2.2.1 工件材料 |
| 2.2.2 刀具和机床的选择 |
| 2.2.3 切削用量选择 |
| 2.3 试验设计 |
| 2.3.1 试验方法 |
| 2.3.2 试验步骤 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 试验结果分析 |
| 3.1 刀具磨损过程 |
| 3.2 刀具磨损量化分析 |
| 3.3 刀具磨损形态 |
| 3.3.1 前刀面磨损 |
| 3.3.2 后刀面磨损 |
| 3.3.3 脆性破损 |
| 3.4 刀具磨损机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 刀具磨损的影响因素及刀具的选用 |
| 4.1 切削过程中的切削热 |
| 4.1.1 切削热的产生 |
| 4.1.2 切削热的传出 |
| 4.2 金属的剪切变形 |
| 4.3 切削过程中的摩擦 |
| 4.4 刀具参数的选用 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体方案及关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体发展现状 |
| 1.2.2 面向自动线的齿轮高速干切技术研究 |
| 1.2.3 生产线监控研究现状 |
| 1.3 论文研究目的意义、创新性及项目的来源 |
| 1.3.1 论文研究目的意义 |
| 1.3.2 论文课题来源 |
| 1.4 论文研究内容的安排 |
| 2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体方案设计 |
| 2.1 轿车变速箱齿轮加工方案 |
| 2.1.1 轿车变速箱形式及其齿轮类型 |
| 2.1.2 轿车变速箱齿轮的常规加工工艺 |
| 2.1.3 面向自动连线的轿车变速箱齿轮典型加工方案 |
| 2.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体目标体系 |
| 2.2.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的时间T |
| 2.2.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的质量Q |
| 2.2.3 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的成本C |
| 2.2.4 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的环境能效E |
| 2.2.5 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的服务S |
| 2.3 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体方案设计 |
| 2.3.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体集成方案 |
| 2.3.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线关键技术 |
| 2.4 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的总体结构设计 |
| 2.4.1 轿车变速箱齿轮自动加工生产线总体布局设计 |
| 2.4.2 轿车变速箱齿轮自动加工生产线模块化结构设计方案 |
| 2.4.3 轿车变速箱齿轮加工自动生产线机械手抓取方案与桁架设计 |
| 2.4.4 轿车变速箱齿轮加工自动生产线工件存储及送料方案 |
| 2.4.5 轿车变速箱齿轮加工自动生产线防护设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的高速干切滚齿技术 |
| 3.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的绿色高效要求 |
| 3.2 轿车变速箱齿轮高速干切滚齿关键技术研究 |
| 3.2.1 高速干式滚齿机理及刀具技术研究 |
| 3.2.2 面向干式切削的机床布局及切削区防护技术 |
| 3.2.3 干式切削机床的高刚性抗振技术 |
| 3.2.4 面向干切滚齿的高速直驱技术 |
| 3.3 面向自动线的齿轮高速干式滚切工艺参数优化 |
| 3.3.1 高速干切滚齿切削参数规范的研究 |
| 3.3.2 高速干切滚齿工艺参数计算模型 |
| 3.3.3 齿轮高速干式滚切工艺参数在机优化修正模型 |
| 3.3.4 面向自动线的干切滚齿工艺参数优化支持系统开发 |
| 3.4 齿轮高速干式滚切工艺参数优化支持系统应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 轿车变速箱齿轮加工自动生产线的监控与管理技术 |
| 4.1 齿轮加工自动生产线多目标监控集成模型 |
| 4.1.1 机械加工自动生产线多目标监控集成模型的要素体系 |
| 4.1.2 机械加工自动生产线多目标监控集成模型要素的关联特性 |
| 4.1.3 机械加工自动生产线多目标监控集成模型 |
| 4.1.4 多目标监控集成模型的应用方法 |
| 4.1.5 齿轮加工自动生产线多目标监控集成模型建立 |
| 4.2 齿轮加工自动生产线多目标监控与管理系统 |
| 4.2.1 齿轮加工自动生产线多目标监控系统目标与功能结构 |
| 4.2.2 齿轮自动加工生产线监控系统关键技术研究 |
| 4.2.3 监控系统的硬件结构 |
| 4.2.4 监控系统软件结构 |
| 4.2.5 系统的网络化管理与分布式多服务存储 |
| 4.3 齿轮加工自动生产线多目标监控管理系统应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 轿车变速箱齿轮加工自动生产线系统可靠性分析 |
| 5.1 变速箱齿轮加工自动生产线可靠性分析指标 |
| 5.1.1 可靠性指标及其计算方法 |
| 5.1.2 齿轮加工自动生产线故障状态定义 |
| 5.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线可靠性建模与分析 |
| 5.2.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线可靠性建模 |
| 5.2.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线可靠性仿真分析 |
| 5.3 轿车变速箱齿轮加工自动生产线可靠性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 轿车变速箱齿轮加工自动生产线集成开发与应用 |
| 6.1 轿车变速箱齿轮加工自动生产线组建总体规划 |
| 6.2 轿车变速箱齿轮加工自动生产线集成开发应用 |
| 6.2.1 轿车变速箱盘齿加工自动生产线-I线 |
| 6.2.2 轿车变速箱输出轴齿加工自动生产线-IV线 |
| 6.2.3 轿车变速箱盘齿加工自动生产线-Ⅱ线 |
| 6.2.4 轿车变速箱差速器主减齿圈加工自动生产线-Ⅲ线 |
| 6.2.5 轿车变速箱输入轴齿加工自动生产线-Ⅴ线 |
| 6.2.6 轿车变速箱惰轮齿套加工自动生产线-Ⅵ线 |
| 6.2.7 轿车变速箱盘齿加工自动生产线-Ⅰ线复线 |
| 6.2.8 轿车变速箱盘齿加工自动生产线-Ⅱ线复线 |
| 6.3 应用效果简介 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 论文结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 攻读工程博士学位期间取得的成果 |
| B. 攻读工程博士学位期间的科研项目 |
| C. 攻读工程博士学位期间获奖 |
（5）航空难加工材料螺旋铣制孔专用刀具设计及其质量研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 本文使用的主要符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 航空难加工材料制孔技术现状 |
| 1.2.1 TC4-DT |
| 1.2.2 CFRP |
| 1.2.3 CFRP/Ti叠层材料 |
| 1.3 螺旋铣制孔技术及其研究进展 |
| 1.3.1 螺旋铣制孔系统概述 |
| 1.3.2 制孔工艺研究进展 |
| 1.3.3 制孔切削机理研究进展 |
| 1.3.4 制孔质量研究进展 |
| 1.4 螺旋铣制孔刀具研究现状 |
| 1.4.1 刀具的材料选取 |
| 1.4.2 刀具的几何参数 |
| 1.4.3 刀具的刀体结构 |
| 1.4.4 刀具的冷却、排屑结构 |
| 1.5 研究目标、内容和总体框架 |
| 1.5.1 论文主要研究内容 |
| 1.5.2 论文总体框架 |
| 第二章 螺旋铣制孔运动学方程与仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 螺旋铣制孔运动学方程 |
| 2.2.1 螺旋铣制孔工艺概述 |
| 2.2.2 螺旋铣运动学特征 |
| 2.2.3 螺旋铣运动学方程 |
| 2.2.4 螺旋铣运动矢量数学描述 |
| 2.3 螺旋铣制孔运动学仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 螺旋铣制孔专用刀具结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺旋铣制孔专用刀具设计 |
| 3.2.1 端刃结构 |
| 3.2.2 侧刃结构 |
| 3.2.3 齿背冷却结构 |
| 3.3 分段式端刃分屑结构的仿真设计 |
| 3.3.1 二段式端刃结构设计方案 |
| 3.3.2 三段式端刃结构设计方案 |
| 3.3.3 四齿端刃分屑结构的仿真设计 |
| 3.4 专用刀具端刃分屑结构的数学描述 |
| 3.5 螺旋铣制孔专用刀具分屑作用研究 |
| 3.5.1 专用刀具端刃分屑结构的运动轨迹仿真 |
| 3.5.2 专用刀具端刃的未变形切屑仿真分析 |
| 3.5.3 专用刀具分屑作用试验研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 螺旋铣制孔专用刀具的非线性切削力模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 螺旋铣制孔专用刀具的切削量数学描述 |
| 4.2.1 构建坐标系 |
| 4.2.2 未变形切屑厚度的数学描述 |
| 4.2.3 切削宽度的数学描述 |
| 4.3 螺旋铣制孔专用刀具的切削量数值计算 |
| 4.3.1 切屑成型周期内未变形切屑厚度的数值计算 |
| 4.3.2 切屑成型周期内切削宽度的数值计算 |
| 4.4 螺旋铣制孔专用刀具的非线性切削力模型 |
| 4.4.1 非线性切削力模型的构建 |
| 4.4.2 切削力系数的拟合与计算 |
| 4.5 验证实验 |
| 4.5.1 TC4-DT螺旋铣制孔过程的切削力模型验证 |
| 4.5.2 TC4-DT螺旋铣制孔过程切削力与加工参数的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 航空难加工材料的螺旋铣制孔质量研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TC4-DT螺旋铣制孔质量试验研究 |
| 5.2.1 螺旋铣制孔参数对加工质量的影响规律研究 |
| 5.2.2 专用刀具磨损对加工质量影响规律研究 |
| 5.3 CFRP螺旋铣制孔质量试验研究 |
| 5.3.1 螺旋铣制孔参数对加工质量影响规律研究 |
| 5.3.2 专用刀具磨损对加工质量影响规律研究 |
| 5.4 CFRP/TI叠层材料螺旋铣制孔精度试验研究 |
| 5.4.1 专用刀具与CFRP/Ti叠层材料 |
| 5.4.2 CFRP/Ti叠层材料螺旋铣制孔试验规划 |
| 5.4.3 平均孔径与圆度变化规律分析 |
| 5.4.4 自转转速对平均孔径与圆度的影响规律研究 |
| 5.4.5 孔径与刀具直径比率对平均孔径与圆度的影响规律研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要研究成果 |
（6）钛合金螺旋铣孔有限元分析与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 钛合金材料性质与加工特性 |
| 1.2.1 钛合金材料的优越性 |
| 1.2.2 钛合金的加工特性 |
| 1.3 钛合金制孔技术 |
| 1.3.1 钻孔技术 |
| 1.3.2 螺旋铣孔技术 |
| 1.4 螺旋铣孔技术研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.4.3 国内外研究现状简析 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 钛合金螺旋铣孔刀具设计 |
| 2.1 刀具材料的选择 |
| 2.2 刀具结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 钛合金螺旋铣孔有限元建模与分析 |
| 3.1 有限元仿真的关键技术 |
| 3.1.1 材料的本构模型与材料性质 |
| 3.1.2 材料失效分离准则 |
| 3.1.3 摩擦模型 |
| 3.1.4 传热模型 |
| 3.2 刀具前角对切削过程的影响 |
| 3.2.1 二维切削模型建立 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.3 螺旋铣孔三维铣削模型建立 |
| 3.3.1 螺旋铣孔运动学分析 |
| 3.3.2 接触与运动设置 |
| 3.4 螺旋铣孔仿真结果分析 |
| 3.4.1 切屑形状分析 |
| 3.4.2 切削力曲线特性分析 |
| 3.5 刀具螺旋角对加工过程的影响 |
| 3.6 切削参数对加工过程的影响 |
| 3.6.1 主轴转速对切削力的影响 |
| 3.6.2 进刀速度对切削力的影响 |
| 3.6.3 轴向切削深度对切削力的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 钛合金螺旋铣孔试验研究 |
| 4.1 验证试验 |
| 4.1.1 试验方案 |
| 4.1.2 试验结果 |
| 4.2 切削参数对切削力影响研究 |
| 4.2.1 试验方案设计 |
| 4.2.2 试验结果分析 |
| 4.2.3 切削力经验模型建立 |
| 4.2.4 多元线性回归的显着性检验 |
| 4.3 切削参数对铣削温度的影响 |
| 4.3.1 红外辐射测温原理 |
| 4.3.2 温度测量结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钛合金螺旋铣孔切削参数优化设计 |
| 5.1 切削参数对表面粗糙度的影响 |
| 5.1.1 单因素试验 |
| 5.1.2 曲面响应法 |
| 5.2 多目标优化问题 |
| 5.2.1 Pareto最优解 |
| 5.2.2 非支配排序遗传算法 |
| 5.3 切削参数优化模型建立 |
| 5.3.1 选取优化变量 |
| 5.3.2 建立目标函数 |
| 5.3.3 约束条件分析 |
| 5.4 优化结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）陶瓷刀具表面微织构对刀具切削性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 表面微织构的研究现状及应用 |
| 1.2.1 表面微织构的研究现状 |
| 1.2.2 表面微织构在刀具中的应用 |
| 1.3 有限元法在研究金属切削过程中的应用 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 表面微织构陶瓷刀具的制备、切削实验设计和仿真介绍 |
| 2.1 表面微织构陶瓷刀具的制备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 激光加工技术及激光设备 |
| 2.1.3 表面微织构的设计 |
| 2.1.4 表面微织构三维形貌的测量和分析 |
| 2.2 切削实验设计 |
| 2.2.1 工件材料 |
| 2.2.2 切削实验设备 |
| 2.3 表面微织构陶瓷刀具正交切削的有限元仿真介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 表面微织构陶瓷刀具切削过程的有限元分析 |
| 3.1 表面微织构陶瓷刀具正交切削模型的建立与分析 |
| 3.1.1 金属弹塑性成形的有限元理论基础 |
| 3.1.2 表面微织构陶瓷刀具几何模型的建立 |
| 3.1.3 表面微织构陶瓷刀具正交切削模型的建立 |
| 3.1.4 表面微织构陶瓷刀具正交切削模型的模拟结果分析 |
| 3.2 表面微织构的“二次切削”现象 |
| 3.3 表面微织构对切削力的影响 |
| 3.4 表面微织构对切削温度的影响 |
| 3.5 表面微织构对切削应力的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 表面微织构陶瓷刀具切削45 |
| 4.1 实验条件和实验方法 |
| 4.2 表面微织构陶瓷刀具切削45 |
| 4.2.1 切削力 |
| 4.2.2 切削温度 |
| 4.2.3 刀屑接触面的平均摩擦系数 |
| 4.3 表面微织构陶瓷刀具切削45 |
| 4.3.1 切削力 |
| 4.3.2 切削温度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 表面微织构陶瓷刀具的磨损形貌和磨损机理分析 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 表面微织构陶瓷刀具的磨损分析 |
| 5.2.1 表面微织构陶瓷刀具的前刀面磨损 |
| 5.2.2 表面微织构陶瓷刀具的后刀面磨损 |
| 5.3 表面微织构对切屑的影响 |
| 5.3.1 表面微织构陶瓷刀具切削45 |
| 5.3.2 表面微织构对切屑尺寸的影响 |
| 5.4 表面微织构陶瓷刀具的磨损机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）高温合金加工刀具选择与工艺参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 目的及意义 |
| 1.2 国内外研究情况 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 研究进展及成果 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 试验对象 |
| 第2章 加工高温合金材料刀具的选择 |
| 2.1 选择依据 |
| 2.2 切削刀具材料的选择 |
| 2.3 刀具几何形状的选择 |
| 2.4 影响刀具加工效果的主要因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温合金GH4169切削及优化试验 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.2 高温合金GH4169的机械加工试验 |
| 3.2.1 涂层硬质合金刀具车削试验 |
| 3.2.2 陶瓷刀片切削试验 |
| 3.3 切削参数优化试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高温合金GH698切削及优化试验 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.2 高温合金材料GH698的切削试验 |
| 4.2.1 试验条件及技术路线 |
| 4.2.2 试验系统 |
| 4.2.3 切削试验方案、结果及分析 |
| 4.3 GH698切削参数优化实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）大型螺纹旋风硬铣削数值模拟及工艺参数优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 论文研究来源与背景 |
| 1.3 螺纹旋风硬铣削工艺特点 |
| 1.4 旋风硬铣削工艺研究现状 |
| 1.4.1 关键技术及设备的研究现状 |
| 1.4.2 切削力数值模拟研究现状 |
| 1.4.3 温度场数值仿真研究现状 |
| 1.4.4 热力耦合技术研究现状 |
| 1.4.5 切削工艺参数优化研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 1.5.1 论文的研究意义 |
| 1.5.2 论文的研究内容与框架结构 |
| 第2章 大型螺纹旋风硬铣削方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋风铣削运动的矢量描述 |
| 2.2.1 内旋风铣削运动的矢量建模 |
| 2.2.2 内旋风铣削的矢量表达式 |
| 2.2.3 内旋风铣削成形的坐标表示 |
| 2.3 旋风硬铣削切屑形成分析 |
| 2.4 旋风硬铣削工艺参数分析 |
| 2.5 旋风硬铣削误差成因分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 旋风硬铣削加工动力学与热力耦合分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大型螺纹旋风硬铣削动力学建模 |
| 3.2.1 大型螺纹旋风硬铣削系统坐标变换 |
| 3.2.2 大型螺纹旋风硬铣削系统简化建模 |
| 3.3 旋风硬铣削切削变形热力分析 |
| 3.3.1 旋风硬铣削铣削力模型 |
| 3.3.2 旋风硬铣削切削热研究 |
| 3.4 旋风硬铣削加工变形与传热的数学描述 |
| 3.4.1 三维瞬态传热问题的基本方程 |
| 3.4.2 传热问题的变分原理 |
| 3.4.3 热力耦合分析方法 |
| 3.5 旋风硬铣削热力耦合有限元控制方程 |
| 3.5.1 热弹塑性本构方程 |
| 3.5.2 热弹塑性控制方程 |
| 3.6 旋风硬铣削加工热力耦合分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 旋风硬铣削数值模拟与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 螺纹旋风硬铣削参数化模型 |
| 4.3 材料准则与切削分离准则 |
| 4.3.1 刀具的材料属性 |
| 4.3.2 工件的本构模型建立 |
| 4.3.3 切屑分离与断裂准则 |
| 4.3.4 刀屑界面摩擦特性 |
| 4.4 旋风硬铣削网格划分与有限元模型建立 |
| 4.5 数值仿真结果分析 |
| 4.5.1 正交试验设计 |
| 4.5.2 最大铣削热分析 |
| 4.5.3 最大主铣削力分析 |
| 4.5.4 最大有效铣削力分析 |
| 4.5.5 旋风硬铣削仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于改进多目标粒子群算法的旋风硬铣削工艺参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多目标粒子群优化算法 |
| 5.2.1 多目标优化基本概念 |
| 5.2.2 多目标粒子群优化算法原理 |
| 5.3 基于最大最小适应函数的模糊多目标粒子群优化算法 |
| 5.3.1 算法具体计算步骤 |
| 5.3.2 优化算法性能分析 |
| 5.4 旋风硬铣削工艺参数优化目标函数与约束条件的确定 |
| 5.4.1 旋风硬铣削目标函数的确定 |
| 5.4.2 旋风硬铣削约束条件的确定 |
| 5.5 灰色关联度分析最优解 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要研究成果 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）基于无机热管冷却的干切削刀具切削性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 刀具冷却技术的研究现状 |
| 1.2.1 液氮冷却技术 |
| 1.2.2 喷雾冷却技术 |
| 1.2.3 低温风冷切削技术 |
| 1.2.4 气体氛围冷却及水蒸气冷却技术 |
| 1.2.5 静电冷却干式切削技术 |
| 1.2.6 热管刀具散热技术 |
| 1.3 无机传热技术 |
| 1.3.1 无机热传导元件的应用优势 |
| 1.3.2 无机传热技术应用前景 |
| 1.3.3 无机传热管的应用原理 |
| 1.4 课题的来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题的来源 |
| 1.4.2 课题的主要研究内容 |
| 第2章 无机热管冷却刀具的设计与制备 |
| 2.1 无机热管的性能测试 |
| 2.2 无机热管自冷却刀具的设计 |
| 2.2.1 热管刀具设计原则 |
| 2.2.2 无机热管刀具设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 无机热管冷却的干切削刀具的切削性能研究 |
| 3.1 实验设备和测量方法 |
| 3.1.1 实验材料及设备 |
| 3.1.2 切削力测量设备和测量方法 |
| 3.1.3 人工热电偶测温设备和测量方法 |
| 3.2 切削实验方案设计 |
| 3.2.1 切削用量的选择 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.3 测量实验和结果分析 |
| 3.3.1 切削力测量结果与分析 |
| 3.3.2 切削温度测量结果与分析 |
| 3.4 加工表面质量研究 |
| 3.4.1 残余应力研究 |
| 3.4.2 切屑形态研究 |
| 3.4.3 加工表面形貌分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 无机热管强化刀具散热效果的分析 |
| 4.1 无机热管自冷却刀具的有限元建模 |
| 4.1.1 几何模型的建立 |
| 4.1.2 物理模型的建立 |
| 4.1.3 网格划分 |
| 4.2 刀具切削温度场求解的初始条件和边界条件 |
| 4.2.1 初始条件 |
| 4.2.2 刀具元件接触换热的边界条件 |
| 4.2.3 无机热管冷端与大气换热的边界条件 |
| 4.2.4 刀具表面与空气换热的边界条件 |
| 4.3 刀-屑接触面热流密度的求解 |
| 4.3.1 材料的本构模型 |
| 4.3.2 切屑分离断裂 |
| 4.3.3 刀屑接触与摩擦 |
| 4.3.4 基于ADVANTEDGE二维切削有限元模型的建立 |
| 4.3.5 ADVANTEDGE有限元模型 |
| 4.4 刀具的切削温度场的求解结果 |
| 4.4.1 原型刀具和无机热管冷却刀具的切削温度场 |
| 4.4.2 普通热管刀具的切削温度场 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发的学术成果及获得的奖励 |
四、合理地选择与设计刀具实现干切削加工（论文参考文献）
- [1]航空异质构件钻削刀具温度特性及制孔关键技术研究[D]. 朱兆聚. 山东大学, 2019(09)
- [2]钛合金加工用深亚毫米尺度表面织构刀具结构与参数优化研究[D]. 李宁. 华中科技大学, 2018(05)
- [3]基于绿色加工的PCD刀具干式切削铜合金的磨损研究[D]. 杨海军. 大连理工大学, 2018(02)
- [4]轿车变速箱齿轮加工自动生产线总体方案及关键技术研究[D]. 陈鹏. 重庆大学, 2017(12)
- [5]航空难加工材料螺旋铣制孔专用刀具设计及其质量研究[D]. 周兰. 浙江大学, 2017(12)
- [6]钛合金螺旋铣孔有限元分析与试验研究[D]. 刘倩. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [7]陶瓷刀具表面微织构对刀具切削性能的影响研究[D]. 洪继伟. 广东工业大学, 2016(11)
- [8]高温合金加工刀具选择与工艺参数优化研究[D]. 储继影. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [9]大型螺纹旋风硬铣削数值模拟及工艺参数优化[D]. 王伟. 浙江大学, 2016(07)
- [10]基于无机热管冷却的干切削刀具切削性能的研究[D]. 唐恒. 湘潭大学, 2015(04)