2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、高效切削加工作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一,可以大幅度地提高生產(chǎn)效率,降低成本,對于提高加工水平,加快新產(chǎn)品開發(fā)具有十分重要的意義。隨著對零件使用性能要求的日益提高,難加工材料的應(yīng)用日益廣泛;然而目前針對難加工材料高效切削的機(jī)理研究尚不成熟,難加工材料高效切削的工程應(yīng)用缺乏堅(jiān)實(shí)的理論指導(dǎo),不能充分發(fā)揮高效切削的優(yōu)越性。針對這一現(xiàn)狀,本文選擇幾種典型的難加工材料,從材料去除機(jī)理、切削能量分配、切削力和切削溫度特性以及加工表面質(zhì)量等方面

2、對難加工材料高效切削機(jī)理展開理論分析和試驗(yàn)研究;并結(jié)合有限元數(shù)值模擬方法和切削試驗(yàn),研究刀具刃口幾何結(jié)構(gòu)對于切削過程的影響規(guī)律,對刀具刃口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。論文的主要研究內(nèi)容包括:
   l、針對難加工材料鋸齒形切屑的形成機(jī)理,選擇兩類典型的難加工材料——鈦合金和淬硬鋼開展切削試驗(yàn),研究了在不同切削條件下切屑形態(tài)的演變過程和變化規(guī)律,指出鋸齒形切屑的形成機(jī)理與材料的特性和加工條件密切相關(guān)。鈦合金的鋸齒形切屑主要由絕熱剪切現(xiàn)象產(chǎn)

3、生;淬硬鋼的鋸齒形切屑在低速下主要由材料的周期性斷裂形成,而在高速下則由材料的周期性斷裂和絕熱剪切行為共同形成。研究了絕熱剪切區(qū)內(nèi)應(yīng)力和溫度的動態(tài)變化規(guī)律,根據(jù)材料的熱塑性失穩(wěn)方程得到鈦合金TC4發(fā)生熱塑性失穩(wěn)的初始應(yīng)變值為0.79,淬硬鋼SKD11對應(yīng)的初始應(yīng)變值為0.18。
   2、基于斜角切削模型,分析了三維銑削中單位摩擦力和剪切力的分布規(guī)律,建立了難加工材料銑削加工過程中剪切能和摩擦能模型。對鈦合金的研究結(jié)果表明其銑削

4、過程中尺寸效應(yīng)表現(xiàn)明顯。遠(yuǎn)離臨界切削層厚度時,切削比能趨于穩(wěn)定。隨著切削層厚度減小到臨界切削厚度以下時,切削比能迅速上升,摩擦能所占的比例迅速增加。
   3、研究了切削加工參數(shù)對于高速銑削力和銑削熱的影響規(guī)律。針對鈦合金高速銑削,指出隨切削速度的提高,銑削力和銑削溫度隨著切削速度增加而增大,但是銑削力的上升趨勢隨著切削速度提升而減緩。銑削力隨著平均切削層厚度的減小而減小,其曲線的變化趨勢表現(xiàn)出尺寸效應(yīng);同時,由于材料的去除機(jī)理

5、發(fā)生了改變,減小平均切削厚度對于TC4的銑削溫度具有先降低再升高的影響趨勢。
   4、從表面微觀形貌、表面粗糙度、表面變質(zhì)層和殘余應(yīng)力等方面,研究了難加工材料銑削加工表面質(zhì)量。針對淬硬鋼SKD11,指出硬銑削在工件表面引入殘余壓應(yīng)力,并且殘余壓應(yīng)力的分布具有方向性,試驗(yàn)得到垂直進(jìn)給方向上殘余壓應(yīng)力的增加值約為沿著進(jìn)給方向上殘余壓應(yīng)力的增加值的兩倍。刀具磨損導(dǎo)致加工表面光潔度惡化并產(chǎn)生表面變質(zhì)層,研究表明硬銑削時,在銑刀劇烈磨損

6、階段,加工表面硬度下降了100HV,變質(zhì)層深度約120μm。因此,在制定精加工中刀具的失效標(biāo)準(zhǔn)時需要充分考慮表面質(zhì)量因素。本研究中,依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,將磨鈍標(biāo)準(zhǔn)定為VB=0.17mm,可以將表面粗糙度控制在0.4μm以內(nèi),表面微硬度控制在700HV以上,滿足模具鋼加工的要求。
   5、針對高效切削對于現(xiàn)代刀具刃口細(xì)化設(shè)計的要求,借助有限元數(shù)值模擬手段,提出了基于響應(yīng)曲面法的難加工材料刃口細(xì)化設(shè)計方法。建立了奧氏體不銹鋼切削加工中切

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