论文题目: 数控车削表面质量物理仿真与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 李红军
导师: 季春明
关键词: 数控车削,表面质量,物理仿真,硬度差异,侧向塑性流动
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 工件表面质量物理仿真是加工过程物理仿真的重要组成部分。本文用表面粗糙度作为评价工件表面质量的特征参数,在综合分析车削加工过程及其动态变化规律的基础上,得出切削刀具刀尖法截面和刀尖实际切削运动轨迹决定工件的表面微观形貌。鉴于刀具振动是影响工件表面质量的主要因素,本文以工件表面质量——刀具振动——切削力波动为研究主线,将刀具简化成分别沿工件径向和轴向振动的单自由度振动模型。维持刀具振动的激振力主要由工件硬度差异引起的随机力、振动力、切削再生力组成,本文分别对它们做了详细地分析和求解。此外还考虑了切削过程中金属层塑性流动现象,并定量地分析了侧向塑性流动对表面粗糙度的影响。在软件开发中,根据面向对象的编程思想,将程序中的每个仿真模型模块化,并利用Visual C++6.0的MFC基础类库构建仿真系统的基本框架。最后进行一系列的实验,实验测量结果和仿真结果的对比证明了本仿真系统与实际加工过程相互吻合。
论文目录:
1. 绪论
1.1 仿真在机械加工中的应用
1.2 国内外对物理仿真加工的研究动向
1.3 物理仿真研究中的难点问题
1.4 工件表面质量与表面质量仿真
1.5 本课题研究的主要内容
2. 工件表面质量模型
2.1 表面粗糙度对零件功能的影响
2.2 切削加工工件表面成形过程及影响因素分析
2.2.1 加工表面的成形过程
2.2.2 影响已加工表面形成的因素
2.3 工件表面粗糙度的评价参数
2.4 切削振动条件下工件的已加工表面
2.4.1 二维状态下的工件表面质量
2.4.2 三维状态下的工件表面质量
2.5 表面质量模型
2.5.1 表面粗糙度评价参数R_z的确定
2.5.2 表面质量模型的实现过程
2.6 本章小结
3. 刀具与工件之间的相对振动模型
3.1 引言
3.2 车削中的振动形式
3.3 数控车削的振动模型分析
3.4 数控车削物理仿真系统的振动模型
3.4.1 振动模型的功能
3.4.2 振动模型特点分析
3.4.3 振动模型的建立
3.4 各振型方向上振动激励的确定
3.5 切削振动条件下的实际切削深度
3.6 车削工艺系统振动参数的确定
3.6.1 测定工艺系统的静刚度k
3.6.2 确定工艺系统的阻尼c
3.7 本章小结
4. 瞬时车削力的研究与分析
4.1 引言
4.2 切削力的来源及其分类
4.2.1 切削力的来源
4.2.2 切削力的分类
4.3 动态车削力分析
4.3.1 稳态车削力经验公式
4.3.2 动态车削力形成原因
4.4 动态车削力模型
4.5 各部分动态力的确定
4.5.1 随机激振力F_(ran)
4.5.2 振动切削力
4.5.3 再生切削力
4.6 本章小节
5. 塑性流动对表面质量的影响
5.1 切削层变形
5.2 金属层塑性流动
5.3 侧向塑流对粗糙度的影响
5.4 本章小结
6. 仿真实验与结果分析
6.1 实验条件
6.2 车削参数的选择
6.3 仿真系统
6.3.1 仿真系统的层次结构
6.3.2 仿真系统的程序流程及仿真数据处理
6.3.3 仿真程序中用到的数字求解算法
6.4 仿真结果分析
6.4.1 瞬时车削力仿真结果分析
6.4.2 工件表面质量仿真结果分析
6.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
发布时间: 2005-09-12
参考文献
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