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《山东大学》 2006年
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高速铣削加工表面质量的研究

王素玉  
【摘要】:高速切削加工是近20年来迅速发展起来的先进制造技术,以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征,具有综合效益高、对市场响应速度快的能力。对于这一崭新技术,在实际生产中,尚有许多新的问题有待于解决,不仅牵涉到技术研究层面上的问题,更主要的是理论研究层面上的问题,迫切需要建立与高速切削系统相匹配的理论体系和研究方法。尤其是在不均匀热-力耦合强应力场作用下,已加工表面的形成过程及对表面质量所进行的系统、全面研究很少,使得有效控制高速切削加工表面质量的理论基础尤显不足。论文基于高速切削理论、热-弹塑性变形理论和有限元理论对高速切削机理及表面加工质量进行了研究,从理论上创造性的提出了高速切削变形区不均匀强应力场的热-力耦合理论,并应用到已加工表面粗糙度、表面硬化程度和残余应力性质机理的研究中,对深入探讨切削参数、工件材料等对与加工表面质量的影响规律具有重要的理论指导意义,为高速切削技术的推广和应用提供可靠的、科学的依据和技术支撑。 探讨了适合高速切削变形的不均匀热-力耦合强应力场的建模及有限元模拟方法。根据热-弹塑性变形理论、有限元方法,建立了受应变、应变速率和切削温度影响的材料应力-应变关系本构方程,材料为均质、等向强化的塑性材料,符合Prandtl-Reuss应力增量理论及Von Mises屈服准则:基于Oxley切削理论,构建了适于高速切削的扩展的Oxley切削模型,设定了相应的有限元模型边界条件,利用大型有限元分析软件DEFORM-2D、DEFORM-3D对高速切削过程进行了二维和三维动态切削过程模拟,模拟结果表明,高速切削变形区为一个不均匀、高梯度、非线性的热-力耦合强应力场。通过系统、深入地分析高速切削变形区刀-屑、刀-工接触面及剪切区应力场和温度场的分布规律,为课题的后续试验分析和研究工作提供了可量化和可供参考的数据。 建立了已加工表面分析模型,分析了已加工表面的形成过程,研究了高速切削变形区的剪切区、刃口区、后刀面摩擦磨损区对工件已加工表面的应力场、温度场的影响;用一定刃口钝圆、后刀面磨损带的刀具进行了高速切削模拟,反映了刀具-工件接触区的应力场及温度场分布的变化规律。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG54

【引证文献】
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1 郭培燕;王素玉;李明艳;张作状;;切削加工表面残余应力的有限元计算[J];制造技术与机床;2007年01期
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1 付秀丽;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];山东大学;2007年
2 周后明;高速铣削热缩加长刀杆与刀具配合特性及应用研究[D];广东工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郭培燕;高速切削加工表面残余应力的分析和模拟[D];山东科技大学;2007年
2 詹斌;基于有限元法的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削质量研究[D];合肥工业大学;2007年
3 许锋;基于遗传算法的高速铣削参数优化系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘菊东,王贵成,陈康敏,贾志宏;45钢磨削硬化的试验研究[J];材料科学与工艺;2005年03期
2 王立涛,许玲萍,张海涛,王仲珏;铣削加工残余应力研究的基本理论和方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
3 胡华南,周泽华,陈澄洲;预应力加工表面残余应力的理论分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);1994年02期
4 张永强;高速切削及其关键技术的发展现状[J];航空精密制造技术;2001年02期
5 史兴宽,杨巧凤,蔡伟,张明贤,陈明,张树全,宋良煌,唐晓兰;钛合金TC4高速铣削表面完整性的研究[J];航空制造技术;2001年01期
6 孔庆华,曹金海;刨削加工残余应力的研究[J];航空制造技术;2000年04期
7 陈立国,刘献礼,孟丽宇,林琳,侯世香;PCBN刀具切削淬硬GCr15已加工表面完整性的试验研究[J];哈尔滨理工大学学报;1999年04期
8 何宁;高速切削技术[J];工具技术;2003年11期
9 李德宝;金属切削中工件表层加工硬化模拟[J];工具技术;2004年04期
10 邓文君,夏伟,周照耀,李元元;有限元法在切削加工过程分析中的应用[J];工具技术;2004年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王秋成;航空铝合金残余应力消除及评估技术研究[D];浙江大学;2003年
2 王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年
【共引文献】
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1 蒋显全,张秀锦,张新明;热轧温度对易拉罐用3004H_(19)的力学性能和金相组织的影响[J];四川有色金属;1999年03期
2 王立涛,许玲萍,张海涛,王仲珏;铣削加工残余应力研究的基本理论和方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
3 张春来;黄斌;;金属切削过程温度场模拟研究[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2005年04期
4 师瑞霞,李嘉,陶文宏,尹衍升;Al_2O_3基陶瓷材料的强韧化研究进展[J];兵器材料科学与工程;2005年05期
5 贺君,雷俊卿,肖长礼;装配式空心板混凝土桥面结构计算分析与试验研究[J];北京交通大学学报;2005年04期
6 刘树新,贺西格;空间预应力砼梁预应力分布的数值模拟与计算[J];包钢科技;2005年05期
7 陈五一,常兴,钟国晋;刀具──工件自然热电偶无损标定装置[J];兵工学报;1994年04期
8 徐学军;郑玉峰;;口腔生物力学问题有限元分析的研究进展[J];北京大学学报(自然科学版);2006年03期
9 陈章燕;磨削力的试验研究[J];北京工业大学学报;1990年04期
10 张亦良;黄惠茹;李想;;车削加工残余应力分布规律的实验研究[J];北京工业大学学报;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 雷勇军;李道奎;;有限元方法在材料力学试验中的应用[A];2006力学教学与教学改革交流会会议论文集[C];2006年
2 黎秋华;;科技创新与绿色设计[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
3 李鹏忠;陈炳森;张为民;;加工过程环境影响的一个量化方法[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
4 盛精;苑伟政;;基于Marc的金属铣削过程的参数化建模与仿真[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
5 高平;王科社;;五轴数控加工技术的现状[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
6 唐伟;周以齐;;空间分度凸轮的数控加工技术研究[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
7 方合雪;;从动力学角度分析桥面铺装损坏的原因[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
8 朱为国;白象忠;杨阳;;横向磁场中对边简支对边固支矩形薄板的分岔与混沌[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
9 嵇醒;戴瑛;仲政;;经典弹性力学与应用力学方法[A];第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2005年
10 孙秀山;岑章志;刘应华;;固体力学计算方法的发展[A];第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2005年
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1 钱桦;木工圆锯片制造过程中残余应力研究[D];北京林业大学;2005年
2 彭艳;基于条元法的HC冷轧机板形预设定控制理论研究及工业应用[D];燕山大学;2000年
3 阎长罡;奇点共轭理论与0~°渐开线包络蜗杆传动的原理与技术[D];大连理工大学;2000年
4 刘郁丽;叶片精锻成形规律的三维有限元分析[D];西北工业大学;2001年
5 朱孔源;车辆—柔性路面力学相互作用系统的研究[D];中国农业大学;2001年
6 黄细彬;高速含沙掺气水流及磨蚀机理的研究[D];河海大学;2001年
7 武志斌;高效磨削的瓶颈与对策[D];南京航空航天大学;2002年
8 高志;材料[液—固]流变界面传热机理与高梯度温变成型界面的建立[D];中南大学;2001年
9 谢肖礼;钢管混凝土拱桥徐变收缩对任意形状拱肋截面应力重分布的影响[D];广西大学;2002年
10 戚向东;宝钢新建板带轧机轧制规程及机型选择的研究[D];燕山大学;2002年
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1 陈涛;CBN砂轮210m/s超高速磨削工艺实验研究[D];湖南大学;2006年
2 迟苍有;车削加工仿真模型的研究[D];延边大学;2007年
3 胡金华;基于工件表面纹理分析的加工参数优化技术的研究[D];浙江工业大学;2005年
4 王巧生;高速铣削切削力变化及刀具轨迹优化研究[D];广东工业大学;2005年
5 任宏杰;大传动比牵引驱动增速系统的开发研制及其有限元分析[D];哈尔滨理工大学;2003年
6 鞠珍宏;面向对象球形容器成形CAD系统的研究[D];中国农业大学;2000年
7 闫琳;双金属连续挤压包覆机理研究[D];昆明理工大学;2001年
8 冯冲前;浮动凹模镦挤直齿圆柱齿轮成形原理及工艺研究[D];燕山大学;2001年
9 李明奇;拉伸翻管精密成形过程有限元数值模拟[D];西北工业大学;2001年
10 周中克;数控加工工艺信息平台[D];西北工业大学;2001年
【同被引文献】
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1 乐有树;全燕鸣;何振威;;高速切削钢材时的切削力试验研究[J];机电工程技术;2006年01期
2 许淳淳,张新生,胡钢;AISI304不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年06期
3 许淳淳,张新生,胡钢,王东,娅楠;不锈钢冷加工形变诱发马氏体相变及其腐蚀行为[J];材料保护;2002年03期
4 胡 钢,许淳淳,张新生;奥氏体304不锈钢微观组织变化与冷加工的关系[J];黄冈师范学院学报;2002年03期
5 许占显;用检测残余应力方法预报航空件突变断裂的可行性[J];航空制造技术;2004年05期
6 王霄;卢树斌;高传玉;;高速金属切削的摩擦分析及有限元模拟[J];润滑与密封;2007年01期
7 徐安平,张大卫,黄田,曲云霞;柔性螺旋立铣刀数控铣削表面形貌物理仿真模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年04期
8 车晓毅;平面度误差数据处理系统的研究[J];机械研究与应用;2002年04期
9 张世勇;用最小二乘直线法求取直线度误差[J];渝州大学学报(自然科学版);2001年01期
10 叶伟昌,郑良红;高速切削技术的现状与进展[J];机械制造与自动化;1999年03期
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1 伍铁军;数控加工仿真关键技术研究与软件开发[D];南京航空航天大学;2001年
2 余湛悦;并行化数控编程和加工仿真关键技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2003年
3 孟涛;齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断[D];西北工业大学;2003年
4 余红英;机械系统故障信号特征提取技术研究[D];中北大学;2005年
5 杨勇;钛合金航空整体结构件铣削加工变形的预测理论及方法研究[D];浙江大学;2007年
6 周忆;超高速铣削加工技术研究[D];重庆大学;2004年
7 李文龙;大型齿轮在机测量原理及技术的研究[D];大连理工大学;2000年
8 张有宏;飞机结构的腐蚀损伤及其对寿命的影响[D];西北工业大学;2007年
9 戴宁;口腔修复体造型关键技术研究及其应用[D];南京航空航天大学;2006年
10 宋雅丽;义齿CAD关键技术研究与开发[D];天津大学;2006年
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1 谭刚;球头铣削切削力建模与加工表面形貌仿真研究[D];西北工业大学;2007年
2 闫雪;难加工材料高速铣削切削力研究[D];西北工业大学;2007年
3 张新生;304不锈钢微观组织变化对应力腐蚀破裂的影响[D];北京化工大学;2002年
4 王继梅;不锈钢1Cr18Ni9Ti的高速车削技术试验研究[D];山东大学;2005年
5 邹浩波;高速切削加工表面粗糙度的研究[D];昆明理工大学;2006年
6 梁万勤;虚拟数控铣削加工物理仿真关键技术的研究[D];沈阳航空工业学院;2007年
7 戴丽玲;高速切削工艺数据库管理系统的研究与开发[D];昆明理工大学;2006年
8 于贻鹏;金属切削过程的有限元法仿真研究[D];大连理工大学;2006年
9 夏雨;高速铣削淬硬钢的试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
10 周树锦;淬硬钢模具高速铣削工艺参数优化研究[D];广东工业大学;2007年
【二级引证文献】
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1 路冬;航空整体结构件加工变形预测及装夹布局优化[D];山东大学;2007年
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1 詹斌;基于有限元法的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削质量研究[D];合肥工业大学;2007年
2 章宏;基于事物特性表的有限元模型快速变型设计方法及应用研究[D];浙江大学;2007年
【二级参考文献】
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1 王西彬,杨广勇;超高速干铣削灰铸铁的研究[J];兵工学报;1999年03期
2 李强,王葛,陈乃路;淬冷过程工件温度场的计算机模拟与实验[J];燕山大学学报;2002年04期
3 霍孟友,艾兴,朱振杰;超声电火花同步复合加工用脉冲电源设计[J];电加工与模具;1997年04期
4 王纪武,胡忠,刘庄;三维有限变形弹塑性有限元的研究[J];锻压技术;1998年03期
5 张德芬,宋天民,陈孝文,张国福,尹成江,管建军;机械振动焊接对残余应力的影响及机理分析[J];抚顺石油学院学报;2001年01期
6 顾志芬,崔德渝,仲伟虹,李宏运,胡宏军,郑瑞琪;纤维铝合金胶接层板残余应力分布[J];复合材料学报;1995年01期
7 艾兴;高效加工技术及其应用研究[J];中国工程科学;2000年11期
8 黄平捷,杨将新;基于工序能力指标的工序公差优化设计研究[J];工程设计;2000年03期
9 于涛,沈荣芳;工序质量控制系统的设计与开发[J];工业工程;2001年03期
10 邢克孝,谢建国;PCBN车刀精车淬硬的薄壁套[J];工具技术;1997年02期
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1 王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年
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1 孔金星;雷大江;岳晓斌;;薄壁零件高速铣削实验[J];机床与液压;2008年03期
2 吴隆;铜合金的高速铣削加工的研究[J];制造技术与机床;2004年01期
3 景璐璐;沈中;陈明;胡祖光;励政伟;许辉;祝新发;;铣削淬硬模具钢SKD11铣削表面质量试验研究(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2007年02期
4 赵云霞;翟春来;;高速铣削残留高度对加工表面粗糙度的影响[J];天津职业院校联合学报;2009年05期
5 程利;罗永新;朱岱力;龙华;;高速铣削质量与切削用量关系的研究[J];煤矿机械;2010年02期
6 马晓云,林建平;淬硬模具钢SKD61的高速铣削加工研究[J];机械工程材料;2004年06期
7 黄昱;高速铣削技术对CAD/CAM系统的要求[J];现代制造;2004年05期
8 潘建新;;高速铣削淬硬钢材料4Cr5MoSiV1的试验研究[J];模具制造;2007年08期
9 胡天明;须莹;;高速铣削淬硬钢的表面粗糙度的试验研究[J];机械制造;2009年07期
10 王钦峰;;高速铣削与电加工工艺组合应用[J];金属加工(冷加工);2011年10期
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1 余国松;林宪;吴小良;杜建新;俞利权;付文忠;;环保型易切削钢的研究开发[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
2 屠海令;;大直径硅片的表面质量及缺陷控制[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
3 朱志刚;车拥霞;;改善锌锭外观质量的生产实践[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
4 罗卫东;;消失模铸造生产实践[A];2008重庆市铸造年会论文集[C];2008年
5 李洪友;郭隐彪;翟小兵;王辉;周锦进;;脉冲电化学及其复合光整加工技术研究[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
6 代发明;;输电铁塔用镀锌角钢表面质量分析[A];2008年抗冰保电技术论坛论文集(一)[C];2008年
7 谷锦梅;傅杰;屠宝洪;郭家祺;陈双兵;;321不锈钢连铸板坯表面质量的研究[A];1999中国钢铁年会论文集(上)[C];1999年
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10 王雨;谢兵;王谦;刁江;;不锈钢连铸保护渣概述[A];2008年不锈钢连铸技术交流会论文集[C];2008年
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1 Marc Bailleul;提高钢材表面质量的新技术[N];中国冶金报;2009年
2 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;优化工艺技术 消除产品缺陷[N];中国冶金报;2006年
3 周传勇 孟广明;济钢高表面质量中厚板合格率达99.93%[N];世界金属导报;2008年
4 徐荣军 译 常盟 整理;增加生产钢种数量 改善产品表面质量[N];中国冶金报;2008年
5 小聂;衡冶重机努力提升企业竞争力[N];中国有色金属报;2005年
6 记者 郑银燕 王婷;开创新先河 领民企风骚[N];物资信息报;2005年
7 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;重视轧辊毛化技术 提高带钢表面质量[N];中国冶金报;2006年
8 刘献礼;PCBN刀具在中国市场的应用现状与思考[N];机电商报;2005年
9 刘振海;石钢大方坯连铸机攻关见成效[N];现代物流报;2008年
10 本报记者 徐俊霞;GF阿奇夏米尔 No.1公司在中国多元市场的新策略[N];机电商报;2008年
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1 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
2 许鸿昊;拉伸装夹高速铣削钛合金的疲劳特性研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 刘鹏;超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 汪振华;防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D];南京理工大学;2009年
5 张忠松;自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术[D];吉林大学;2011年
6 李安海;基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造[D];山东大学;2013年
7 冯衍霞;磨料水射流铣削陶瓷材料加工技术研究[D];山东大学;2007年
8 刘刚;纸基蜂窝芯零件高速铣削加工固持系统[D];浙江大学;2004年
9 范镝;大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
10 孙桓五;液体磁性磨具光整加工技术研究[D];太原理工大学;2008年
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1 王园伟;Inconel 718高速铣削工艺参数优化[D];山东大学;2011年
2 康小健;高速铣削45钢铣削力及表面质量研究[D];湖南科技大学;2012年
3 李俚;检测超精表面的扫描隧道显微镜样机的研制及应用研究[D];广西大学;2002年
4 李红军;数控车削表面质量物理仿真与研究[D];南京理工大学;2005年
5 钟亚伟;混凝土桥墩(台)表面质量研究[D];西南交通大学;2006年
6 樊春光;高速铣削铝合金7475加工表面形貌研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
7 邹建锋;光固化成形工艺及制件精度的研究[D];华中科技大学;2004年
8 周兰美;LVL用刨切单板切削力与质量研究[D];东北林业大学;2005年
9 王晓明;数控高速切削加工若干关键技术的研究[D];合肥工业大学;2007年
10 牟森;低膨胀合金构件变形及磨削性能的试验研究[D];大连理工大学;2005年
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