高速加工中温度的测量和工件温度场的有限元分析.pdf

华南理工大学
硕士学位论文
高速加工中温度的测量和工件温度场的有限元分析
姓名:林金萍
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:全燕鸣
20040501
摘要造业广泛应用,产生了显著经济效益。然而,高速加工导致刀一工界面以高效率和高精度为基本特征的高速切削技术,是近嗄昀囱杆崛起的先进制造技术之一。目前,高速加工已在模具、航空、汽车等制的高温和高成力,切削热及由此产生的切削温度影响刀具寿命和工件加工质量,而高速切削时切削温度分布及其变化规律则是高速切削工艺分析的主要依据。因此,对高速切削时切削温度的研究非常重要。计算机技术的飞速发展使得利用数值模拟方法对高速铣削过程的模拟、工件温度场、刀具与工件之间的界面温度的模拟研究成为可能。本文对铣削过程尤其是高速铣削过程中切削参数邢魉俣取⒔速度、冷却条件郧邢魑露鹊挠跋熳饔媒醒芯俊>咛骞ぷ靼ǎ研究并白行设计了一种高速加工过程中切削温度的直接接触式测量的计热电偶测温技术对砻婧吞迥谖露确植冀兄苯咏哟ナ讲饬俊8梅法可以应用于刀具旋转的剀削加工中缌⒆辍⒘⑾测量切削温度,具有成本低,易于切削过程温度的动态测量的优点。酶貌馕孪低进行高速加工淬硬钢的切削温度测量试验,结果表明:切削速度对刀一工界面温度和工件最高温度有显著的影响,而进给速度的影响不甚显著。对于给定的牧虾偷毒卟牧洗嬖个临界速度值,当切削速度超过此临界值时,刀缑嫖露群凸ぜ罡呶露人媲邢魉俣鹊脑黾硬辉傧灾升高保持相对稳定状态。酶貌馕孪低扯灾刑几值牡椭兴偌庸す进行动态切削温度测量,结果表明:刀一工界面温度变化规律和工件温影响,随着切削速度的增加,工件平均温度及最高温度上升。τ有限元方法对高速铣削过程、工件温度分布及工件与刀具之间的界面温度进行:维有限元模拟的尝试和探讨,并对铣削过程的三维有限元模拟进行了探讨。研究结果表明:应用计算机技术的金属切削过程仿真能够对切削过程的各主要物理要素进行理论预报,并为研究超高速切削等新工艺机理提供了呵行的方法。关键词:高速铣削;温度测量;有限元模拟算机辅助测温系统。它采用自然热电偶测量刀一工界面温度,采用标准度变化规律与传统的加工机理相符合,即切削速度对切削温度有显著的
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啤易采交X捌℃作者签名:身木在,啤华南理工大学学位论文原创性声明日期:二。。铲年日学位论文版权使用授权书不保密彰作者签名:肺盈,日期:缒暾荚乱日保密口,在——年解密后适用本授权书。献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存本学位论文属于本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡和汇编本学位论文。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭导师签名:,/
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——::::::::::。:::::::,,笙主耋塞,丝坠第一章绪论本课题的研究意义及目的进制造技术之一。从我国的发展现状来看,制造、峨特别是装备制造业在国民经以高效率和高精度为基本特征的高速切削技术,是近多年来迅速崛起的先济中发挥着其它产业无法替代的主导作用,是带动国民经济快速增长的决定性力现代化工业国家的根本。在工业发达国家,高速切削加工技术在航空航天工业、汽车工业、模具工业和能源工业等广泛应用的实践证明,它不但可以大幅度提高加工效率、加工质量、降低成本,获得巨大经济效益,而且带动了一系列高新技术产业的发展。因此高速切削加工技术具有强大生命力和广阔的应用前景。然而高速切削加:技术是一项全新的、』诜⒄怪械南冉涤眉际酰诶砺酆图际醺方面还有大量研究、开发工作要做。在高速切削加工理论方面,尽管国内外进行了大量卓有成效的研究,取得丰硕且有价值的成果,促进了高速切削加工技术的发展。但在发展中还有许多理论问题。如