一、有色金属工件的车削（论文文献综述）
王滔[1]（2021）在《电磁强化处理YT15硬质合金刀具车削40Cr钢工艺参数优化研究》文中研究说明近年来,伴随着新型工业化、农业现代化的同步推进,工业上对所用材料不断提出新的性能要求,以高温合金、钛合金、陶瓷、有色金属等为代表的新型工业材料得到广泛应用,对加工刀具提出了更高的要求。据统计,每年刀具磨损给全球经济带来的损失高达数千亿美元。尽可能地提高刀具切削性能,减少切削过程中的刀具磨损,延长刀具服役寿命是刀具研究领域的永恒主题。硬质合金由于具有诸多优点,在刀具材料领域的实际生产加工中占据重要地位。然而,硬质合金传统强化处理方法在某些方面均存在一定的缺陷,而电磁外场处理技术作为新兴先进工艺技术之一,是一种绿色无污染的处理技术,能显着提升材料性能、改善材料微观缺陷。该技术能够提高低端刀具切削性能,满足零件的加工需求,同时能够优化高端刀具的物理特性,延长其使用寿命。40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一,每年消耗巨大,探索硬质合金适宜的强化处理参数和加工工艺参数,对于降低生产成本、保证产品质量、提高生产率具有重大研究意义。本文以YT15硬质合金刀具为研究对象,使用COMSOL软件对刀具强化过程进行模拟仿真,得到工作腔电磁场的宏观分布以及电磁场对刀具的影响。然后以自制的脉冲电磁外场设备对刀具进行强化处理,分析了刀具切削力、刀具磨损和刀具服役寿命的变化规律,主要研究了脉冲电磁参数中磁场强度、磁脉冲组数、电场强度、电脉冲组数等对刀具性能的影响。分析刀具切削的实验结果,优选了较好的脉冲电磁外场工艺参数,以优选的处理参数为基础,对刀具的切削工艺参数进行实验,根据实验记录的结果建立了主切削力和刀具表面摩擦系数的经验模型。最后,将主切削力和刀具表面摩擦系数最小作为目标函数建立最终优化模型,采用遗传算法进行优化求解,得出以下结论:（1）使用COMSOL软件仿真模拟了脉冲电磁外场强化YT15硬质合金刀具的过程,发现刀具磁场强度和电流密度的最大值主要集中在刀尖和刀刃区域,整个空间中以励磁线圈轴线为Y轴的工作腔体中心处的电场和磁场分布最强,在整个腔体内沿着Y轴呈现空间对称分布状,工作腔体边缘的电磁场强度随着距离的增加逐步减弱。因此在刀片的实际加工处理时,尽量将刀片置于工作腔内的铜极中心,可用较小功耗的外场参数获得相对最佳的处理效果。（2）不同脉冲电磁外场参数对刀具寿命产生的影响不同,但经过脉冲电磁处理后的各刀具试样的服役寿命均有所提高,说明脉冲电磁外场处理对刀具切削性能具有明显改善作用。为进行后续实验分析,采用统计学方法优选了YT15硬质合金刀具最佳处理参数。（3）利用MATLAB软件建立车削工艺参数对切削力和刀具表面摩擦系数的经验模型,对所得模型进行显着性检验以改善模型可靠性。在经验模型的基础上,以最小主切削力和刀具表面摩擦系数为优化目标,应用遗传算法建立多目标优化模型,根据实际生产加工条件为约束进行优化求解,从而可为技术的实际应用提供参考和指导。
王黎[2]（2021）在《电磁耦合处理强化YG8硬质合金刀具车削TC4钛合金磨损性能研究》文中提出以TC4为代表的钛合金由于其优良的力学性能、生物相容性能等优势被广泛应用于国民经济、医药卫生与国防军工等重点领域。但由于其导热性差、化学活性高、弹性模量小等特性,切削区域因剧烈摩擦产生较大的温度梯度及高压环境等不利条件会导致刀具加速磨损。因此,对刀具材料提出了很高要求。硬质合金在钛合金切削刀具材料中一直占据重要地位,而我国高端刀具质量与进口产品存在很大差距,替代性极低。高端刀具自主技术创新,进而实现国产化、替代进口是我国迈向制造强国的必然趋势。在此背景下,相比重新开发适用于钛合金切削加工的高端刀具材料,寻求一种操作简易、切实可行且兼具经济性与环保性质的硬质合金处理方法用以改善其切削钛合金的性能有十分重要的意义。本文基于电磁耦合处理技术,对YG8硬质合金车刀刀片进行了强化处理。通过对比经过电磁耦合处理与未处理的YG8硬质合金车刀的力学性能、摩擦性能、导热性能、抗氧化性能的变化,分析得出电磁耦合处理对YG8硬质合金刀具对其理化性能的影响规律;再通过车削试验,采集切削加工过程中产生的切削力、切削温度、刀具耐用度及钛合金工件表面粗糙度等物理量数据,分析得出电磁耦合处理对YG8硬质合金刀具切削TC4钛合金的切削行为影响规律;最后,通过采用介观研究手段对切削加工磨损的YG8硬质合金刀片进行检测,分析得出了电磁耦合处理对YG8硬质合金的磨损形式与磨损原因的影响规律。经过上述研究分析,得到以下结论:（1）经过电磁耦合处理的YG8硬质合金刀片的刀具耐用度、切削力、切削温度及工件表面粗糙度都有不同程度改善。在本文的试验研究中,电磁耦合处理参数为Tool-2（磁场强度1.5T,电场强度1.2V）的刀片的表现性能最好,具体为:刀具后刀面磨损量下降50%;切削合力平均值下降38%;切削温度下降50%;表面粗糙度Ra由6.3下降至1.6;（2）电磁耦合处理可以明显减小YG8刀片后刀面的摩擦系数、提升基体材料的导热性能。通过减少加工环节中热的产生,改变热分配比例,增加刀具基体的传、散热能力来减小切削温度,改善加工环境。（3）电磁耦合技术处理后的YG8基体材料在氧化过程中,形成氧化层的气孔等间隙减少,表层形成Co WO4氧化膜更加致密,可以很好的阻止O2向硬质合金内部的继续渗入,从而使其的抗氧化性能得到提升。（4）经过电磁耦合处理与未经过电磁耦合处理的两类YG8硬质合金刀片在车削TC4钛合金的刀具磨损类型有后刀面磨损、前刀面磨损、边界磨损、微崩刃及表面附着,电磁耦合处理能有效降低YG8硬质合金刀片的各项磨损形式。（5）在刀具稳定磨损阶段:电磁耦合处理通过降低切削温度,从而抑制扩散、粘结磨损。但进入到接近剧烈磨损阶段,切削温度剧烈上升,此时电磁耦合处理后YG8硬质合金的抗氧化性能等到体现,氧化磨损得到了削弱,但扩散、粘结磨损比例上升。
杨红秀[3]（2021）在《单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象的研究》文中研究说明单晶锗属于脆性光学晶体材料,具有红外折射率高、色散率低等特点,广泛应用于航天航空、红外光学等领域,常被用于制造光学镜头和窗口。但其在单点金刚石车削加工时,已加工表面粗糙度时常呈现一种明暗扇形域相间分布现象,该现象不仅影响对红外光的透射性而且延长加工时间,增加生产成本。因此针对该现象本文通过计算单晶锗动态脆塑转变临界未变形切屑厚度与未变形切屑厚度的方法作为该现象的理论判定并通过单点金刚石车削试验进行了验证。首先,通过试验分析和扫描电镜观察,发现明暗扇形域相间分布现象是单晶锗已加工表面交替发生塑性去除与脆性破坏现象的一种表现,其成因是由脆塑转变临界未变形切屑厚度与未变形切屑厚度的关系造成的。研究结果表明:单晶锗动态脆塑转变临界未变形切屑厚度呈连续性周期变化,当未变形切屑厚度值处于脆塑转变临界未变形切屑厚度峰值与谷值之间时,单晶锗已加工表面会交替发生塑性去除和脆性破坏,从而呈现明暗扇形域相间分布现象,当未变形切屑厚度不大于脆塑转变临界未变形切屑厚度谷值时,可避免该现象呈现。由此可知未变形切屑厚度对该现象至关重要,因此根据未变形切屑厚度与进给速度、切削深度、刀尖圆弧半径、转速的关系,得到了未变形切屑厚度数学计算方式。其次,由于切削力能在一定程度上反应已加工表面的质量,因此采用SPH仿真法对单晶锗塑性切削过程进行了模拟,根据仿真结果表明:刀具前角为-25°、刀具后角为10°时,切削力较小、波动幅度较小,切屑较易流出,更易实现单晶锗加工表面的塑性去除,避免加工表面粗糙度呈现的明暗扇形域相间分布的现象。最后,结合仿真所得的部分刀具参数,开展了单点金刚石车削试验,在允许一定误差存在情况下,验证了脆塑转变临界未变形切屑厚度与未变形切屑厚度的关系,可将单晶锗动态脆塑转变临界未变形切屑厚度与未变形切屑厚度的关系作为该现象的理论判定,为实现单晶锗已加工表面的塑性去除,避免明暗扇形域相间分布现象的呈现提供一定的理论基础。
宫欢[4]（2021）在《TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究》文中指出在高速切削加工中,由于切削参数的变化使材料已加工表面形貌发生改变,且表面形貌的好坏对零件的使用寿命具有一定影响。因此,研究已加工表面形貌和表面粗糙度的好坏与加工参数之间的关系,并基于Peterson模型建立切削参数与疲劳寿命之间的关系,探究高速切削参数对疲劳寿命的影响规律,为提高表面形貌进而提高材料的疲劳寿命具有重要意义。本文以钛合金Ti-6Al-4V为研究对象,进行两次单因素车削试验,针对第二次车削试验的试件完成疲劳试验,测量两次车削试验的已加工表面粗糙度值,观察测量表面形貌,并对高周疲劳试验的试样疲劳断口进行观察研究。本文的主要内容和结论如以下三个方面:1.针对第一次车削试验,对切削后的已加工表面粗糙度和表面形貌进行观察测试,探究高速切削Ti-6Al-4V表面粗糙度及表面形貌的变化规律。研究发现:随着切削速度的逐渐增大,已加工表面粗糙度的数值先增大后减小,但变化的不明显;随着进给量的逐渐增大,已加工表面粗糙度的数值逐渐增大,且变化十分明显;随着切削深度逐渐增大,钛合金Ti-6Al-4V已加工表面粗糙度值没有明显的变化规律。2.针对第二次车削试验,探究进给量变化时对表面轮廓三维形貌特征参数的影响规律。研究表明:表征表面轮廓三维形貌的特征参数随着进给量的增加而增大,当进给量在0.1mm/r～0.2mm/r时表面几何参数Rz、Sa对进给量变化的敏感率相对较低,此时敏感率变化平缓适合加工高精度零件。当进给量在0.2mm/r～0.3mm/r时表面几何参数Sa对进给量变化的敏感率突然增大,不利于加工精度过高的零件。3.针对高周疲劳试验,结合切削加工时进给量变化对表面形貌的影响且对疲劳断口进行分析并运用Peterson模型深入探究切削参数对钛合金Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响规律。研究表明:有效应力集中系数Kf作为综合体现表面几何参数所产生的应力集中对疲劳性能影响的函数,随进给量的增大,Kf也逐渐增大,且有效应力集中系数Kf与疲劳寿命之间呈反比例关系,有效应力集中系数越大,疲劳寿命越低。
崔恒翔[5]（2020）在《基于改进不等分剪切区模型的端面车削流屑角突变建模》文中提出切削过程中,随着切削参数的连续变化,切屑的流动方向即流屑角会在某一时刻发生突跳性的改变,这就是流屑角突变现象。实验发现,流屑角突变发生瞬间,切削力发生最高可达75%的变化,其对工艺效果的影响和在节能降耗方面的应用潜力不容小觑。通过理论分析和实验研究,探明流屑角突变的内在机理并建立能准确预报流屑角突变的数学模型,是合理利用该突变现象的前提,具有重要的意义。本文首先在分析不等分剪切区模型的参数敏感性的基础上,提出了模型的改进方案,随后设计并完成了两轮6061-T6铝合金的直角切削实验,并根据实验数据实现了不等分剪切区模型的改进。与两轮切削实验数据比较发现,改进不等分剪切区模型预报的切削力的平均绝对误差均小于10%。然后根据改进不等分剪切区模型,采用等效平面法推导了斜角切削的切削功率,并以此为基础推导了刀尖圆弧半径不为零时端面车削的切削功率,得到了能够准确描述流屑角突变现象的势函数。接着提出了一套基于差分法建立突变现象的数学模型的方法。该方法通过对切削功率函数进行差分获得其极值点,通过数值方法绘制流屑角突变的平衡曲面并获得突变的临界条件,进而建立端面车削流屑角突变的数学模型。最终利用所建模型,分析了刀具的主偏角、刀尖圆弧半径和前角等因素的变化对流屑角突变的影响。最后设计并完成了端面车削流屑角突变模型的验证实验,获得了一批流屑角突变临界条件的实验数据。实验发现,在车削凹形工件和凸形工件时,所建立模型预报的突变临界条件的平均绝对误差分别为10.82%和8.75%,较前人所建立的同类模型有显着的提高。本文基于改进不等分剪切区模型建立的端面车削流屑角突变数学模型,揭示了流屑角突变发生的内在机理,准确预报了发生突变的临界条件,为流屑角突变现象的合理利用进一步奠定了基础。
程先强[6]（2020）在《切削参数对IN718合金J-C本构系数的影响分析及优化方法研究》文中研究表明在切削加工有限元仿真中广泛使用Johnson-Cook（J-C）本构模型描述材料的塑性应力应变行为。J-C本构模型是通过5个系数（A、B、n、C和m）反映应力与应变（ε）,应变率（（?））和温度（T）之间的关系。针对目前J-C模型系数在切削仿真应用中存在的不足,本论文通过应用在低-高切削条件下IN718合金的J-C本构系数对车削仿真结果的影响规律,形成适用性较好的优化方法,解决在大范围切削参数下难以确定J-C模型系数的问题。在此基础上建立了切削参数对J-C模型系数的影响关系模型,用于揭示切削参数对J-C本构系数存在影响关系,为提高切削仿真准确度提供新的解决途径。本文的研究内容具体包含以下四个方面:1.开展了IN718合金J-C本构模型的基础分析。通过对J-C模型中参数的调整,获得5个系数对流动应力曲线的影响分析和IN718合金的动态力学性能描述,这些结论为接下来的研究内容奠定基础。基于文献综述总结出了目前J-C本构模型在切削仿真应用中存在系数难以确定和受切削参数影响的问题。2.建立并验证了高速切削仿真模型。建立了准确描述IN718合金高速切削的三维有限元车削仿真模型,通过车削实验与仿真结果中残余应力和切屑厚度的对比,实现对高速切削仿真模型可靠性的验证。3.基于仿真结果影响分析的J-C模型系数优化方法。通过对L18（2×36）混合正交试验的方差分析实现了在低-高切削条件下J-C模型中5个系数对切削力、切削热、残余应力分布和切屑形态的敏感性分析和影响趋势分析。结果表明J-C模型中材料的屈服强度A、应变硬化指数n和热软化系数m对残余应力和切屑厚度的影响更为显着,且随着切削参数的提高,各个系数对仿真结果的影响会发生显着的改变。根据J-C模型系数对仿真结果的影响分析,形成一种通用的优化方法,解决低-高切削条件下难以确定和改进J-C模型系数的问题,极大地降低了切削仿真预测的误差。4.建立了切削参数对J-C模型系数的影响关系模型。根据上述优化结果,结合相关金属切削理论,建立了切削参数对J-C本构模型系数的影响关系模型,用于揭示切削参数对J-C本构模型系数存在影响关系。在对仿真结果敏感性分析的基础上,通过逆向识别方法确定出低-高切削参数下各自最优的J-C模型系数,实现对上述关系模型的验证。结果证明了切削条件对J-C模型系数存在影响关系,不同的切削条件应采用与之对应的J-C模型系数进行切削仿真。
刘昊[7]（2020）在《铝合金活塞加工仿真与切削参数优化研究》文中进行了进一步梳理活塞在发动机中起着重要的作用,并且在工作阶段,需要带有一定程度的热-机械疲劳载荷,由于工作环境的恶劣变化,使得活塞的加工制造面临越来越多的需求。然而,活塞常用材料ZL109铝合金在加工过程中存在刀具磨损严重、易产生积屑瘤、加工后变形较大等弊端,制约活塞的加工精度和服役寿命。本文采用试验和仿真相结合的方法分别对活塞关键工序车外圆、镗销孔展开研究,以提高活塞加工后的表面质量为目标来优化上述两种工序的切削参数组合。最初,完成了各种拉伸速度、温度、及各种应力条件下ZL109铝合金的机械特性测试,同时配置了对应的该种材料的模型参数。结果表明:ZL109铝合金准静态条件下出现应变率强化效应,如果应变率逐渐增大,那么屈服极限将会相应的增大,抗拉极限表现为先减小后增大的现象;如果是高拉伸速度情况下,材料应力增长到某一定值后会发生屈服,但各应变率下的曲线整体数值相差不大;大于200℃后材料的屈服强度将在一定程度上减弱,但是塑性将会增强;材料的J-C本构模型参数—A 为 323.25 MPa,B 为 301.54 MPa,n 为 0.5,C 为 0.00965,m 为 0.624;该种材料的J-C损伤模型参数—D1为0.351,D2为2.087,D3为5.222,D4为-0.0147,D5 为 0.032。利用ABAQUS软件完成了二维车削仿真建模,然后对残余应力、等效塑性应变的实际分布情况以及数值进行了相应的分析,验证了建立模型的可靠性;同时输入获得的材料模型参数,获得模拟输出的切削力和切削温度,与同等条件下的车削实验数据进行比较,确认材料参数的精度;在前面配置基础上又增加了多个分析步骤,构筑起多工步切削仿真模型,通过比较和分析切削量对切削过程和切削后各种测量指标的影响,得出最佳组合为:v=340m/min,f=0.1 mm/r,ap=0.1 mm。在三轴立式加工中心上展开了镗销孔实验,考量了切削用量对镗孔精加工后表面形态、残余应力等的影响,找出了最适合镗孔精加工的组合,即设置为:切削速度v=75 m/min,进给量f=0.04 mm/r,切削深度ap=0.12 mm。采用Python语言对ABAQUS有限元软件的插件程序完成了二次开发,把前处理过程的一些设置采用参数化的方式聚集到统一的GUI界面里,用户只需在该界面中输入相应的数字就可实现自动化建模、设置材料属性、划分网格、设置摩擦属性等一系列前处理操作,极大地缩短了活塞车削工序优化参数开发的时间,同时为其他仿真领域二次开发提供参考。
宋世平[8]（2020）在《活塞硅铝合金抗疲劳加工研究》文中研究指明与传统的钢铁等材料相比,硅铝合金具有质量轻、强度高、耐磨性好等优点,且原料成本较低,被广泛应用于发动机活塞的制造中。活塞工作时受到高温、高压气体的冲击,持续受到交变载荷的作用,对于力学性能和疲劳性能要求较高。目前,主要通过优化原料配比和结构设计来提高活塞的疲劳寿命,而加工表面完整性对于活塞疲劳寿命的影响机理和规律研究较少。本文通过实验与有限元仿真相结合,探究切削参数对活塞硅铝合金ZL109切削表面完整性和低周疲劳寿命的影响规律,进而对切削参数进行优选,提高其加工表面完整性从而实现抗疲劳加工。采用单因素切削实验并结合有限元数值仿真技术对硅铝合金ZL109的切削加工机理进行了详细研究。在ABAQUS软件中建立了车削加工和残余应力的仿真模型,成功模拟出了硅铝合金ZL109车削过程中的切削力和切削温度以及车削后的表面残余应力。通过车削实验对仿真结果进行验证,结果表明仿真中的切削力略小于实际车削实验中的切削力,而有限元模型仿真出的切削温度要高于实际的切削温度,车削表层残余应力的仿真结果与实验结果较为接近。仿真中获得的切削力和切削温度以及残余应力随切削参数的变化趋势也与实验结果相一致,从而证实了所建立的仿真模型的可靠性。针对最终的精加工设计了三因素四水平正交车削实验,研究了不同切削参数对硅铝合金ZL109车削表面粗糙度、残余应力和加工硬化的影响规律。分别对实验所得数据进行极差分析和方差分析,结果显示进给量f是影响硅铝合金ZL109表面粗糙度的主要因素,表面粗糙度Ra随进给量f的增加呈现出较为明显的上升趋势。硅铝合金ZL109车削加工时容易在表面形成残余拉应力,切削速度v和进给量f对表面残余应力均具有显着性影响,切削速度v和进给量f增加时表面形成的残余拉应力迅速升高。对表面显微硬度的测试表明ZL109的车削表面会产生一定程度的加工硬化,进给量f是影响加工硬化程度的主要因素,但总体上表面硬化程度受切削参数变化的影响较小,硬化程度始终处于40%～50%附近。通过常温低周疲劳试验获得了硅铝合金ZL109的疲劳寿命曲线为N=-85992*Δε+103484,ZL109的疲劳寿命与应变幅呈负相关。ZL109的常温低周疲劳断口形貌以疲劳辉纹为主,而在高温时断口表面则出现了大量的韧窝。通过改变切削参数得到了具有不同表面完整性的试样,在相同条件下进行了低周疲劳试验。同时根据实际尺寸在ABAQUS中建立了 ZL109铝合金疲劳试样的有限元模型,施加静载荷后将应力分析结果导入到FE-safe软件中进行疲劳寿命计算。结果显示当采用较小的切削速度v和进给量f（此时试样的表面粗糙度和残余拉应力处于较低水平）加工硅铝合金ZL109时其低周疲劳寿命较高,并且疲劳寿命的计算结果与实验结果较为接近,为预测活塞的疲劳寿命并提高研发效率提供了一种可行的思路。最后,采用响应曲面法对硅铝合金ZL109的切削参数进行优选,结果显示当切削速度v=40m/min且进给量f=0.05mm/r时得到的疲劳寿命最高。
薛成[9]（2020）在《细晶粒纯铜材料精加工切削力研究》文中认为纯铜具有高的导电率、高耐热性、良好的耐热冲击性能和高耐腐蚀性等特点,在航空航天、军工装备、国防建设等众多领域有着广泛的应用。但是,细晶粒纯铜材料的高韧性和高塑性,使其在精加工中出现很多问题。比如加工直径大而薄的零件时,纯铜材料容易发生变形,不能很好的保证其平面度。由于纯铜材料的塑性较强,加工过程中材料容易发生塑性变形,会在工件表面形成鳞刺,严重影响工件表面质量,降低表面粗糙度,也会增加刀具磨损,影响加工精度。本文主要是针对细晶粒T2纯铜材料,进行了切削力理论建模、切削过程有限元仿真、T2纯铜切削实验,并对工件表面粗糙度、切削力、刀具磨损进行了研究。主要做了如下工作:（1）首先是通过切屑的形成机理,建立了精加工切削力理论模型,将工件后刀面与已加工表面的作用力加入模型之中。将刀尖圆弧半径和刀具后角加入切削力理论模型中,然后分析不同刀具几何参数下刀具的受力情况。与普通加工相比,精加工选择的切削参数会相对较小,使切屑厚度减小,刀具前刀面和切屑的挤压作用减弱,刀具后刀面和已加工表面之间的作用力会增加。（2）建立Abaqus有限元仿真模型,将细晶粒纯铜材料的Johnson-Cook本构关系加入模型中,进行不同刀具几何参数（刀尖圆弧、后角）和不同切削参数下精加工细晶粒T2纯铜有限元仿真。分析加工参数对精加工细晶粒纯铜切削力的影响机理,结果表明,精加工过程中刀具后角和刀尖圆弧对切削力的影响逐渐增加。（3）进行细晶粒纯铜精加工实验,将切削力的实验结果与理论模型和仿真模型进行对比。结果表明,与切削力仿真模型相比,切削力理论模型与实验数据更加吻合。通过精加工切削力的理论模型,优化了加工参数,使得切削力达到最小。（4）对不同切削参数下T2纯铜车削工件表面质量和刀具磨损进行了分析。结果表明,精加工与普通加工相比,切削参数较小,前刀面与切屑的挤压和摩擦作用减小,切削温度较低,不足以使纯铜材料发生塑性变化,使切削过程变得平稳。在切削力最优的切削参数下,工件表面质量最好,刀具磨损最小。
赵旭东[10]（2020）在《摩擦焊机设计及其关键技术研究》文中指出摩擦焊接是一种固相连接技术最早起始于美国,这一技术凭借其高效、清洁、精密、节能以及优质等特点,已广泛应用于电力、石油钻探、机械制造、航空航天等众多高新技术领域中。文章研究从企业生产实践出发并结合国内外相关资料,旨在借由数字化设计手段并结合相关试验来解决空心活塞杆的大批量生产问题。文章主要研究内容如下:（1）根据企业实际生产需求并结合所生产的系列化产品特征,对焊机具体构造及动作过程进行了相关设计,对装备的主要技术参数进行了计算。（2）据相关国家标准及技术要求对标准件进行了选型设计,对非标准件进行了结构设计。最后利用三维建模软件Solid Works进行焊机三维虚拟样机的装配,并根据实际生产需要完成空心活塞杆自动上下料生产线设计。（3）使用有限元分析软件ANSYS Workbench对所设计的摩擦焊机主要结构进行了静动态特性校核与轻量化设计。主要研究内容为:首先,将子模型分析技术应用于主传动系统的静态特性分析中,研究了主轴在不同工况下的静力学特性。与传统的研究方法相比,该技术提高了求解的效率和精度,证实了焊机主轴设计的合理性。并对主轴动态安全性进行了校验。在随后的研究中对焊机主轴箱及推力缸支撑体进行了静、动态特性分析,并相应地对其结构进行了优化。为了改善主轴箱及推力缸支撑体的整体机械性能并合理地使用主轴箱材料,利用多目标遗传算法完成了主轴箱及支撑体的优化设计并实现了焊机轻量化设计。再次,应用有限元分析软件对焊机滑组支撑体、顶端推力座以及夹具进行了静力学校核。最后,建立了用于有限元分析的连续驱动摩擦焊机整机的简化模型,进行了整机静动态特性校核。（4）在摩擦焊接工艺参数对焊接质量影响的研究中,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对不同焊接参数的加载方式进行了比较,采用控制变量法研究了不同焊接参数（焊接转速、摩擦压力、摩擦时间）对焊接质量的影响规律。最后,对摩擦焊接数值模拟中的几点关键性技术进行了总结与讨论。（5）在焊接实验研究中以小直径焊件为例,采用正交实验法列三因素三水平正交因素表研究单级加压情况下,焊接转速、摩擦压力以及摩擦位移三个工艺参数对焊件焊接温度的影响规律。与此同时以中等直径焊件为例,采用正交实验法探究二级加压情况下,一级摩擦压力、一级摩擦位移、二级摩擦压力以及二级摩擦位移等四个工艺参数对焊接轴向缩短量的影响规律。最后通过焊件的宏观形貌观察,微观组织分析、接头温度实测等方法对35#钢焊接性进行了分析。
二、有色金属工件的车削（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、有色金属工件的车削（论文提纲范文）
（1）电磁强化处理YT15硬质合金刀具车削40Cr钢工艺参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景及研究意义 |
| 1.2 硬质合金发展介绍 |
| 1.2.1 硬质合金介绍 |
| 1.2.2 硬质合金国内外研究现状 |
| 1.3 刀具外场处理技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 电场处理技术的研究现状 |
| 1.3.2 磁场处理技术的研究现状 |
| 1.3.3 电磁场处理技术的研究现状 |
| 1.4 研究内容及其结构安排 |
| 2 实验方案与检测手段 |
| 2.1 实验材料与刀具 |
| 2.1.1 刀片试样 |
| 2.1.2 工件材料 |
| 2.2 电磁处理设备 |
| 2.3 车削实验平台 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 硬质合金刀具脉冲电磁外场处理及参数优化 |
| 3.1 刀具磨损形式及评判标准 |
| 3.2 电磁耦合仿真分析 |
| 3.2.1 comsol仿真软件介绍 |
| 3.2.2 基于comsol软件的电磁仿真过程与分析 |
| 3.3 数据处理与试验设计 |
| 3.3.1 数据处理平台 |
| 3.3.2 正交试验设计 |
| 3.4 实验结论与分析 |
| 3.4.1 刀具切削力及磨损分析 |
| 3.4.2 极差分析与电磁处理参数优选 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 电磁耦合处理刀具经验模型修正及工艺参数优化 |
| 4.1 预测目标选择与介绍 |
| 4.1.1 刀具切削力 |
| 4.1.2 刀具表面摩擦系数 |
| 4.2 刀具经验模型 |
| 4.2.1 实验方案设计与结果 |
| 4.2.2 切削力工艺参数经验模型 |
| 4.2.3 基于MATLAB的切削力回归经验模型 |
| 4.2.4 传统切削力模型前后对比分析 |
| 4.3 脉冲电磁处理切削模型工艺参数优化 |
| 4.3.1 优化算法简介 |
| 4.3.2 目标函数及约束条件 |
| 4.3.3 工艺参数优化结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（2）电磁耦合处理强化YG8硬质合金刀具车削TC4钛合金磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景及研究意义 |
| 1.2 硬质合金刀具发展与现状 |
| 1.2.1 典型硬质合金的分类与用途 |
| 1.2.2 常见刀具强化技术概况 |
| 1.3 钛合金研究现状 |
| 1.3.1 钛合金的性能及用途 |
| 1.3.2 钛合金的切削加工性能 |
| 1.3.3 钛合金辅助切削加工技术概况 |
| 1.4 电磁耦合处理技术研究现状 |
| 1.4.1 电场处理研究现状 |
| 1.4.2 磁场处理研究现状 |
| 1.4.3 电磁耦合处理技术发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容及思路 |
| 2 实验方法与检测手段 |
| 2.1 电磁耦合处理实验 |
| 2.1.1 电磁处理系统 |
| 2.1.2 电磁处理实验方案 |
| 2.2 车削试验方案 |
| 2.2.1 机床、刀具与工件 |
| 2.2.2 加工方案的确定 |
| 2.2.3 切削力信号采集 |
| 2.2.4 切削温度信号采集 |
| 2.2.5 刀具磨损量采集 |
| 2.3 检测手段 |
| 2.3.1 刀具显微硬度与断裂韧性 |
| 2.3.2 刀具导热系数 |
| 2.3.3 摩擦系数 |
| 2.3.4 微观检测 |
| 2.3.5 工件表面粗糙度 |
| 3 电磁耦合处理对刀具切削行为的影响 |
| 3.1 刀具耐用度 |
| 3.2 切削力 |
| 3.3 切削热 |
| 3.3.1 切削温度仿真 |
| 3.3.2 切削温度实验 |
| 3.4 表面粗糙度 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 电磁耦合处理对刀具理化性能的影响 |
| 4.1 力学性能影响 |
| 4.2 摩擦系数影响 |
| 4.2.1 后刀面“刀具-工件”摩擦系数 |
| 4.2.2 前刀面“刀具-切屑”摩擦系数 |
| 4.3 导热性能 |
| 4.3.1 传热理论分析 |
| 4.3.2 切削传热仿真 |
| 4.4 抗氧化性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 电磁耦合处理对刀具磨损性能的影响 |
| 5.1 刀具磨损形式分析 |
| 5.2 刀具磨损性能分析 |
| 5.2.1 粘结磨损 |
| 5.2.2 扩散磨损 |
| 5.2.3 氧化磨损 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（3）单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 单点金刚石车削技术发展现状 |
| 1.4 脆性光学晶体材料车削表面粗糙度扇形分布研究现状 |
| 1.5 切削仿真研究现状 |
| 1.5.1 分子动力学切削仿真现状 |
| 1.5.2 有限元法切削仿真现状 |
| 1.5.3 基于SPH法切削仿真现状 |
| 1.5.4 三种仿真方法的优缺点 |
| 1.6 本课题的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单晶锗晶体结构及特点 |
| 2.3 单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象观察与分析 |
| 2.4 单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象的原因及解决方案 |
| 2.4.1 扇形分布现象的原因 |
| 2.4.2 扇形分布现象的解决方案 |
| 2.5 未变形切屑厚度模型 |
| 2.5.1 未变形切屑厚度几何模型 |
| 2.5.2 未变形切屑厚度的计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于SPH法对单晶锗塑性切削过程仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单晶锗切削模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型建立 |
| 3.2.2 材料本构模型的确定 |
| 3.2.3 定义接触 |
| 3.2.4 边界处理 |
| 3.2.5 切屑分离准则 |
| 3.3 切削仿真参数设置 |
| 3.4 加工参数对单晶锗塑性切削过程影响 |
| 3.4.1 刀具前角对单晶锗塑性切削过程的影响 |
| 3.4.2 刀具后角对单晶锗塑性切削过程的影响 |
| 3.4.3 切削深度对单晶锗塑性切削过程的影响 |
| 3.4.4 刃口钝圆半径对单晶锗塑性切削过程的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 单点金刚石车削试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验准备 |
| 4.2.1 试验设备 |
| 4.2.2 车刀选择 |
| 4.2.3 单晶锗片的选择与装夹 |
| 4.3 正交试验过程 |
| 4.3.1 正交试验法 |
| 4.3.2 试验参数设置及正交表设计 |
| 4.3.3 试验结果 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 加工参数对未变形切屑厚度的影响分析 |
| 4.4.2 加工参数影响未变形切屑厚度原因主次分析 |
| 4.4.3 加工参数对表面粗糙度的影响分析 |
| 4.4.4 未变形切屑厚度对表面粗糙度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结及展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的科研成果 |
（4）TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 切削加工参数对表面形貌的影响研究 |
| 1.2.2 疲劳性能研究 |
| 1.2.3 切削参数对疲劳寿命的影响研究 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 第2章 切削试验与高周疲劳试验 |
| 2.1 切削试验材料 |
| 2.2 车削试验 |
| 2.2.1 车削试验设备 |
| 2.2.2 车削试验参数 |
| 2.3 已加工表面粗糙度及表面三维形貌测量试验 |
| 2.3.1 表面粗糙度测量 |
| 2.3.2 表面三维形貌观察 |
| 2.3.3 表面三维形貌测量 |
| 2.4 高周疲劳试验 |
| 2.5 疲劳断口观察诊断试验 |
| 第3章 钛合金Ti-6Al-4V切削过程表面形貌特性 |
| 3.1 车削加工参数对已加工表面粗糙度的影响 |
| 3.1.1 随切削速度变化粗糙度测试 |
| 3.1.2 随进给量变化粗糙度测试 |
| 3.1.3 随背吃刀量变化粗糙度测试 |
| 3.2 车削进给量对已加工表面形貌的影响 |
| 3.3 已加工表面形貌变化特性分析 |
| 3.3.1 进给量对表面几何参数的影响分析 |
| 3.3.2 进给量对表面几何参数变化率分析 |
| 3.3.3 已加工表面缺陷分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 切削参数对钛合金Ti-6Al-4V高周疲劳性能的影响 |
| 4.1 钛合金Ti-6Al-4V疲劳曲线分析 |
| 4.2 疲劳断口宏观形貌特性 |
| 4.3 疲劳断口微观形貌特性 |
| 4.3.1 疲劳源区微观形貌分析 |
| 4.3.2 疲劳裂纹扩展区微观形貌分析 |
| 4.3.3 疲劳裂纹扩展区与瞬断区交界处微观形貌分析 |
| 4.3.4 疲劳瞬断区微观形貌分析 |
| 4.4 疲劳断口能谱分析 |
| 4.4.1 疲劳源区能谱分析 |
| 4.4.2 疲劳裂纹扩展区能谱分析 |
| 4.4.3 疲劳瞬断区能谱分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 切削参数对钛合金Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响规律分析 |
| 5.1 表面形貌对疲劳寿命的影响 |
| 5.2 应力集中系数 |
| 5.2.1 理论应力集中系数K_t |
| 5.2.2 有效应力集中系数K_f |
| 5.3 切削参数对疲劳寿命的影响 |
| 5.3.1 Peterson模型建立过程 |
| 5.3.2 切削参数对疲劳寿命的影响规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于改进不等分剪切区模型的端面车削流屑角突变建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究目的及意义 |
| 1.2 切削分析模型及流屑角突变建模研究现状 |
| 1.3 现有研究存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 基于敏感参数实验标定的不等分剪切区模型改进 |
| 2.1 不等分剪切区模型简介 |
| 2.2 模型的参数敏感性分析及其改进方案 |
| 2.3 6061-T6铝合金的直角切削实验 |
| 2.4 不等分剪切区模型的改进及改进模型的实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于改进不等分剪切区模型的端面车削切削功率推导 |
| 3.1 斜角切削的切削功率推导 |
| 3.2 端面车削的切削功率推导 |
| 3.3 端面车削切削功率计算的Malab编程实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于端面车削切削功率的流屑角突变建模 |
| 4.1 突变现象的理论建模法 |
| 4.2 基于数值方法的端面车削流屑角突变建模 |
| 4.3 端面车削流屑角突变的影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 端面车削流屑角突变模型的实验验证 |
| 5.1 端面车削流屑角突变模型的验证实验设计 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.3 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 攻读学位期间发表的学术论文和获得的专利 |
（6）切削参数对IN718合金J-C本构系数的影响分析及优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 高速切削技术 |
| 1.1.2 J-C本构模型 |
| 1.2 J-C本构模型系数确定方法的研究现状 |
| 1.2.1 实验法 |
| 1.2.2 算法优化法 |
| 1.2.3 逆向识别法 |
| 1.2.4 基于仿真结果影响分析的J-C模型系数优化方法 |
| 1.3 论文研究意义及内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 论文内容与结构 |
| 第二章 IN718 合金J-C本构模型的基础分析 |
| 2.1 J-C模型系数对流动应力曲线的影响分析 |
| 2.1.1 J-C模型系数设置 |
| 2.1.2 影响分析 |
| 2.2 J-C模型对IN718 合金的力学性能描述 |
| 2.3 IN718 合金J-C本构模型的问题 |
| 2.4 解决方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 IN718 合金车削仿真模型的建立与实验验证 |
| 3.1 建立仿真模型 |
| 3.1.1 Advant Edge FEM有限元软件概述 |
| 3.1.2 车削IN718 合金有限元模拟 |
| 3.1.3 确定初始J-C本构模型 |
| 3.1.4 刀-屑摩擦模型介绍 |
| 3.2 车削验证实验 |
| 3.2.1 实验材料介绍 |
| 3.2.2 实验设备介绍 |
| 3.2.3 实验方案介绍 |
| 3.3 仿真与实验结果分析 |
| 3.3.1 残余应力 |
| 3.3.2 切屑 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于车削仿真影响的J-C本构系数优化方法 |
| 4.1 仿真计划 |
| 4.2 仿真结果 |
| 4.3 J-C模型对切削力和温度的影响分析 |
| 4.3.1 敏感性分析 |
| 4.4 J-C模型对残余应力的影响分析 |
| 4.4.1 敏感性分析 |
| 4.4.2 影响趋势分析 |
| 4.5 J-C模型对切屑的影响分析 |
| 4.5.1 敏感性分析 |
| 4.5.2 影响趋势分析 |
| 4.6 优化低-高切削参数下的J-C本构系数 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 建立切削参数对J-C本构系数的影响关系模型 |
| 5.1 切削参数对J-C本构系数的影响分析 |
| 5.1.1 基于Oxley切削理论的应变、应变率和温度场 |
| 5.1.2 建立切削参数与J-C本构系数的关系模型 |
| 5.2 验证切削参数对J-C本构系数的影响关系模型 |
| 5.2.1 验证方法介绍 |
| 5.2.2 仿真计划 |
| 5.2.3 确定低-高切削参数下J-C本构系数的具体值 |
| 5.2.4 验证分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）铝合金活塞加工仿真与切削参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 材料参数研究现状 |
| 1.2.2 切削仿真研究现状 |
| 1.2.3 ABAQUS二次开发研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 ZL109铝合金材料参数获取 |
| 2.1 J-C本构模型和J-C损伤模型介绍 |
| 2.1.1 J-C本构模型简介 |
| 2.1.2 J-C损伤模型简介 |
| 2.2 ZL109铝合金力学实验及结果分析 |
| 2.2.1 光滑试件的准静态拉伸试验 |
| 2.2.2 缺口试件准静态拉伸实验 |
| 2.2.3 霍普金森拉杆实验 |
| 2.2.4 高温拉伸实验 |
| 2.3 J-C本构模型和J-C损伤模型参数确定 |
| 2.3.1 J-C本构模型参数拟合 |
| 2.3.2 J-C损伤模型参数拟合 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 材料参数验证及多工步车削仿真分析 |
| 3.1 单因素车削实验 |
| 3.2 二维切削仿真 |
| 3.2.1 仿真模型的建立及网格的划分 |
| 3.2.2 材料属性参数设置 |
| 3.2.3 导热系数设置 |
| 3.2.4 接触属性参数设置 |
| 3.3 二维车削模型及参数设置验证 |
| 3.3.1 残余应力与等效塑性应变分析验证 |
| 3.3.2 切削力和切削温度对比验证 |
| 3.4 多工步车削仿真及结果分析 |
| 3.4.1 多工步仿真设置及方案设计 |
| 3.4.2 多工步仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 镗孔加工及参数优化 |
| 4.1 单因素镗削实验 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 实验方案 |
| 4.2 实验结果分析 |
| 4.2.1 切削力整体及波形分析 |
| 4.2.2 粗糙度及表面形貌分析 |
| 4.2.3 残余应力分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 活塞关键工序插件开发 |
| 5.1 ABAQUS二次开发基础 |
| 5.1.1 Python语言 |
| 5.1.2 对象模型 |
| 5.1.3 内核程序 |
| 5.2 Plug-in插件程序介绍 |
| 5.2.1 插件程序的文件构成 |
| 5.2.2 插件程序的创建步骤 |
| 5.3 二维车削插件程序的嵌入 |
| 5.3.1 建模及装配的参数化 |
| 5.3.2 材料属性和接触属性设置的参数化 |
| 5.3.3 网格划分的参数化 |
| 5.3.4 切削参数设置的参数化 |
| 5.3.5 其他设置的参数化 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）活塞硅铝合金抗疲劳加工研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属切削仿真研究现状 |
| 1.2.2 加工表面完整性研究现状 |
| 1.2.3 抗疲劳加工研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 课题研究内容 |
| 1.4.2 课题研究意义 |
| 第2章 硅铝合金ZL109的力学和疲劳性能研究 |
| 2.1 ZL109的显微组织 |
| 2.1.1 金相试样制备 |
| 2.1.2 显微组织分析 |
| 2.2 ZL109的力学性能 |
| 2.2.1 光滑试件常温准静态拉伸实验 |
| 2.2.2 高温拉伸实验 |
| 2.3 ZL109的疲劳性能 |
| 2.3.1 常温低周疲劳实验 |
| 2.3.2 高温低周疲劳实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 硅铝合金ZL109车削仿真及实验研究 |
| 3.1 车削仿真建模 |
| 3.1.1 车削仿真模型建立流程 |
| 3.1.2 车削过程仿真 |
| 3.2 切削力和切削温度仿真 |
| 3.2.1 单因素车削实验方案 |
| 3.2.2 切削力仿真结果及实验验证 |
| 3.2.3 切削温度仿真结果及实验验证 |
| 3.3 残余应力仿真 |
| 3.3.1 残余应力的仿真步骤 |
| 3.3.2 切削表面残余应力随加工参数的变化 |
| 3.3.3 残余应力沿深度方向的变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 硅铝合金ZL109车削加工表面完整性研究 |
| 4.1 正交车削实验 |
| 4.2 切削参数对表面粗糙度的影响 |
| 4.2.1 粗糙度极差分析 |
| 4.2.2 粗糙度方差分析 |
| 4.3 切削参数对表面残余应力的影响 |
| 4.3.1 残余应力极差分析 |
| 4.3.2 残余应力方差分析 |
| 4.4 切削参数对表面硬度的影响 |
| 4.4.1 表面硬度极差分析 |
| 4.4.2 表面硬度方差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于有限元的ZL109抗疲劳加工研究 |
| 5.1 切削参数及表面完整性对疲劳寿命的影响 |
| 5.2 基于有限元的疲劳寿命计算 |
| 5.2.1 单轴拉伸有限元仿真 |
| 5.2.2 疲劳试样有限元模型 |
| 5.2.3 疲劳寿命计算 |
| 5.3 切削参数优选 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）细晶粒纯铜材料精加工切削力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高塑性材料精加工理论建模及实验研究 |
| 1.2.2 精加工切削力有限元模型的研究 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 T2纯铜精加工切削力理论模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 T2纯铜精加工剪切角模型的建立 |
| 2.3 T2纯铜精加工切削力模型的建立及受力分析 |
| 2.3.1 T2纯铜精加工过程分析 |
| 2.3.2 车削过程中前刀面所受切削力 |
| 2.3.3 车削过程中刀具后刀面受到的切削力 |
| 2.3.4 车削过程中切削刃钝圆半径对切削力的影响 |
| 2.4 T2纯铜精加工切削用量对切削力的影响 |
| 2.4.1 车削过程中切削速度对切削力的影响 |
| 2.4.2 车削过程中进给量对切削力的影响 |
| 2.4.3 车削过程中背吃刀量对切削力的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 T2纯铜精加工切削力的有限元仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 T2纯铜精加工仿真模型的建立 |
| 3.2.1 T2纯铜精加工直角切削模型的建立 |
| 3.2.2 T2纯铜材料本构模型建立 |
| 3.2.3 车削仿真网格划分和边界条件设定 |
| 3.2.4 工件与切屑的分离准则 |
| 3.3 切削仿真过程中切削参数对切削力的影响及原因分析 |
| 3.3.1 背吃刀量对切削力的影响 |
| 3.3.2 切削速度对切削力的影响 |
| 3.3.3 刀尖圆弧半径对切削力的影响 |
| 3.3.4 刀具后角对切削力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 T2纯铜车削切削力模型的实验验证及切削参数的优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 切削试验 |
| 4.2.1 工件材料 |
| 4.2.2 实验刀具 |
| 4.2.3 加工机床 |
| 4.2.4 切削力测量 |
| 4.3 切削力模型的实验验证 |
| 4.3.1 切削参数对主切削力的影响 |
| 4.3.2 切削参数对背向力的影响 |
| 4.3.3 刀具几何参数对主切削力的影响 |
| 4.3.4 刀具几何参数对背向力的影响 |
| 4.4 精加工切削参数优化 |
| 4.4.1 约束目标函数 |
| 4.4.2 多目标优势分析 |
| 4.4.3 加工参数关联度计算 |
| 4.4.4 多目标切削参数优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不同切削参数下T2纯铜车削工件表面质量和刀具磨损分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工件表面质量分析 |
| 5.2.1 切削参数对已加工表面质量的影响 |
| 5.2.2 刀具几何参数对已加工表面质量的影响 |
| 5.3 刀具磨损分析 |
| 5.3.1 实验方案 |
| 5.3.2 刀具磨损形态 |
| 5.3.3 实验结果对比 |
| 5.4 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 |
（10）摩擦焊机设计及其关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源、目的和研究背景 |
| 1.2 摩擦焊接原理及特点 |
| 1.2.1 摩擦焊接原理 |
| 1.2.2 摩擦焊接特点 |
| 1.3 旋转摩擦焊接技术应用现状 |
| 1.4 国内外摩擦焊机及焊接研究发展现状 |
| 1.4.1 国内外摩擦焊机发展现状 |
| 1.4.2 有限元数值模拟在摩擦焊接中的应用概况 |
| 1.4.3 摩擦焊接试验研究概况 |
| 1.5 课题研究的主要内容 |
| 1.6 课题的研究意义 |
| 2 摩擦焊机总体方案设计 |
| 2.1 本课题加工对象的分析 |
| 2.2 摩擦焊机总体设计方案 |
| 2.2.1 方案一 |
| 2.2.2 方案二 |
| 2.2.3 方案三 |
| 2.3 摩擦焊机具体构造方案与动作过程 |
| 2.3.1 摩擦焊机具体构造方案 |
| 2.3.2 摩擦焊机动作过程 |
| 2.4 摩擦焊机设计参数的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 摩擦焊机主要结构设计与计算 |
| 3.1 摩擦焊机主传动系统设计 |
| 3.1.1 主轴电机选择 |
| 3.1.2 主轴轴系的设计 |
| 3.1.3 主轴箱的设计与计算 |
| 3.1.4 主传动系统机构的装配 |
| 3.2 摩擦焊机移动夹紧机构设计及夹紧力计算 |
| 3.2.1 移动夹紧机构设计 |
| 3.2.2 夹紧力计算 |
| 3.2.3 移动夹紧滚珠丝杠螺母副的选型设计 |
| 3.2.4 直线导轨的选型设计 |
| 3.2.5 移动夹紧电机的选型设计 |
| 3.2.6 移动夹紧机构的装配 |
| 3.3 摩擦焊机顶锻机构设计 |
| 3.3.1 设计要求与工况分析 |
| 3.3.2 各运动阶段液压缸推力值计算 |
| 3.3.3 液压缸主要参数的计算 |
| 3.3.4 液压系统原理图拟定 |
| 3.3.5 顶锻机构装配 |
| 3.4 摩擦焊机去飞边机构设计 |
| 3.4.1 切削力的计算 |
| 3.4.2 去飞边机构纵向与横向滑台机构设计 |
| 3.4.3 去飞边机构装配 |
| 3.5 摩擦焊机床身设计 |
| 3.6 摩擦焊机整机装配 |
| 3.7 摩擦焊接自动化生产方案设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 摩擦焊机主要结构校核与优化分析 |
| 4.1 焊机主传动系统静态特性研究 |
| 4.1.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.2 外载及边界条件的确定 |
| 4.1.3 应力集中与应力奇异现象的有限元研究 |
| 4.1.4 主轴子模型分析 |
| 4.1.5 疲劳寿命的预测 |
| 4.2 焊机主传动系统动态特性研究 |
| 4.2.1 主轴系统动态特性分析有限元模型的建立 |
| 4.2.2 主轴系统模态特性分析 |
| 4.2.3 主轴系统谐响应特性分析 |
| 4.3 焊机主轴箱静力学校核与优化设计 |
| 4.3.1 主轴箱静力学校核 |
| 4.3.2 主轴箱结构优化设计 |
| 4.3.3 主轴箱动态特性分析 |
| 4.3.4 主轴箱响应面优化分析 |
| 4.4 焊机液压缸支撑体静力学校核与优化 |
| 4.4.1 液压缸支撑体静力学校核 |
| 4.4.2 液压缸支撑体结构优化 |
| 4.4.3 液压缸支撑体多目标优化设计 |
| 4.5 焊机去飞边滑组机构支撑体静力学校核 |
| 4.6 焊机夹具体静力学校核与优化设计 |
| 4.6.1 焊机夹具体静力学校核 |
| 4.6.2 基于拓扑优化技术的夹具体轻量化设计 |
| 4.7 焊机顶锻推力座静力学校核 |
| 4.8 焊机整机静态特性分析及关键技术 |
| 4.8.1 摩擦焊机整机分析有限元模型的建立及其关键技术 |
| 4.8.2 摩擦焊机整机受重力作用分析 |
| 4.8.3 摩擦焊机整机焊接加工阶段校核 |
| 4.8.4 去飞边加工阶段校核 |
| 4.9 焊机整机动态特性分析 |
| 4.9.1 整机模态分析 |
| 4.9.2 整机谐响应分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 活塞杆摩擦焊接特性数值模拟及其关键技术研究 |
| 5.1 中碳钢焊接特性分析 |
| 5.2 焊接热影响区的组织与性能 |
| 5.3 摩擦焊接有限元分析模型的建立 |
| 5.4 摩擦焊接工艺参数不同施加方式比较 |
| 5.4.1 压力加载方式 |
| 5.4.2 压力及位移加载方式 |
| 5.4.3 轴向缩短量研究 |
| 5.4.4 实验验证 |
| 5.5 单一焊接参数对焊接质量的影响研究 |
| 5.5.1 主轴转速对焊接质量影响 |
| 5.5.2 摩擦压力对焊接质量影响 |
| 5.5.3 摩擦时间对焊接质量影响 |
| 5.6 摩擦焊接数值模拟过程中几点关键性因素讨论 |
| 5.6.1 影响计算结果准确性的几点因素 |
| 5.6.2 影响计算结果收敛性的几点因素 |
| 5.6.3 工程实践性讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 活塞杆摩擦焊接实验研究 |
| 6.1 实验设备 |
| 6.1.1 摩擦焊机 |
| 6.1.2 焊件金相组织检测设备 |
| 6.1.3 显微硬度检测设备 |
| 6.1.4 温度测量设备 |
| 6.2 单级加压方式对焊接温度影响研究 |
| 6.2.1 研究方案拟定 |
| 6.2.2 焊接参数对焊件温度影响 |
| 6.2.3 焊接质量检测 |
| 6.3 多级加压方式对焊件轴向缩短量影响研究 |
| 6.3.1 研究方案拟定 |
| 6.3.2 焊接参数对焊件轴向缩短量影响 |
| 6.3.3 焊接质量检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、有色金属工件的车削（论文参考文献）
- [1]电磁强化处理YT15硬质合金刀具车削40Cr钢工艺参数优化研究[D]. 王滔. 四川大学, 2021(02)
- [2]电磁耦合处理强化YG8硬质合金刀具车削TC4钛合金磨损性能研究[D]. 王黎. 四川大学, 2021(02)
- [3]单晶锗车削表面粗糙度扇形分布现象的研究[D]. 杨红秀. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究[D]. 宫欢. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [5]基于改进不等分剪切区模型的端面车削流屑角突变建模[D]. 崔恒翔. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]切削参数对IN718合金J-C本构系数的影响分析及优化方法研究[D]. 程先强. 东南大学, 2020(01)
- [7]铝合金活塞加工仿真与切削参数优化研究[D]. 刘昊. 山东大学, 2020(11)
- [8]活塞硅铝合金抗疲劳加工研究[D]. 宋世平. 山东大学, 2020(12)
- [9]细晶粒纯铜材料精加工切削力研究[D]. 薛成. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]摩擦焊机设计及其关键技术研究[D]. 赵旭东. 辽宁工业大学, 2020(03)