一、刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真（论文文献综述）
窦雪平[1]（2021）在《考虑已加工表面残余应力的铣削过程优化》文中指出钛合金因其优良性能被广泛的应用在航空、航天、生物、医疗等领域。钛合金结构复杂、切削刚度弱、对结构尺寸精度和表面质量的要求很高,在切削过程中易产生非线性和强时变问题。在切削加工过程中,切削温度高,钛合金导热性差,会严重的影响工件的表面质量和刀具的寿命,最终导致钛合金工件表面质量的一致性无法保证。同时上述问题对钛合金加工表面残余应力的分布也产生了极大影响,进而影响工件的变形、疲劳强度、亚表层损伤和应力腐蚀,最终对钛合金工件的使用性能产生较大影响。基于上述问题,针对钛合金材料,开展切削机理和切削过程的有限元仿真研究,本文以铣削加工参数为切入点,研究热-力耦合作用下的切削过程中钛合金工件已加工表面残余应力的分布,为切削参数优化设计提供依据,设计满足钛合金工件表面残余应力分布要求的工艺参数和刀具参数。主要研究内容如下:首先,在UG环境下建立平底立铣刀空间刃线数学模型,基于特征变量设定方法,得到平底立铣刀的三维实体参数化模型,为钛合金铣削过程加工表面残余应力分布的有限元数值仿真研究奠定基础。其次,结合有限元切削仿真过程中的关键技术,使用有限元仿真软件ABAQUS,建立钛合金在铣削过程中已加工表面产生的残余应力分布的有限元模型,通过后处理技术得到了工件Mises应力云图以及残余应力层的分布趋势。再次,在VDL-1000E立式铣削加工中心上进行了验证铣削实验,通过X射线衍射仪对铣削过程中已加工表面层残余应力分布进行了测量,通过仿真结果与实验结果的对比,分析了产生误差的原因,验证了所建立的钛合金三维铣削残余应力层分布模型是准确的。最后,应用遗传算法优化了铣削加工参数。本文通过研究已加工表面残余应力分布,为铣削过程优化设计提供依据,设计满足钛合金表面残余应力分布要求的工艺参数和刀具参数。在提高工件的表面质量及加工精度的基础上,实现残余应力分布的优化,对钛合金加工具有重要的研究意义。
崔玉龙[2]（2020）在《考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究》文中提出钛合金由于具有高比强度、高蠕变腐蚀抵抗性、高抗磨损性等性质,广泛应用于航空、航天、能源及生物医疗等领域。钛合金铣削加工是一个断续切削的过程,由于复杂的刀-工变化关系,以及切入与切出过程中工件的非稳定状态倾向,因此刀具几何参数及切削参数的大小会影响切屑的形成、刀具寿命及表面质量。针对以上铣削加工工艺特点,针对TC4钛合金材料的特性,通过理论分析、仿真模拟、科学实验和优化技术等方法,开展切削仿真与优化技术相结合的集成仿真优化研究,即参数化设计（UG设计）、有限元仿真（ABAQUS仿真）、集成式优化（Isight优化）的集成仿真优化研究。本文以球头铣刀铣削TC4钛合金为研究对象,具体研究如下:首先,建立球头铣刀空间刃线数学模型,在UG环境下,基于特征变量设定方法,得到球头铣刀三维实体参数化模型。基于Matlab建模模块,验证数学模型的正确性。基于NUMROTO plus（r）仿真平台,建立球头铣刀磨削仿真工艺规划;使用SAACKE-UWⅡ工具磨床,完成球头铣刀制备,为钛合金铣削实验研究奠定基础。其次,应用有限元切削仿真关键技术,采用ABAQUS有限元软件建立了铣削加工过程的三维有限元模型,模拟不同时刻下铣削力、铣削温度、Mises等效应力以及残余应力层的分布趋势。再次,使用第二章制备的球头铣刀,基于VDL-1000E立式的铣削加工中心,进行钛合金铣削实验及残余应力测试实验研究,实验测得数据与仿真数据相对比,验证钛合金三维铣削有限元模型的准确性。最后,基于Isight软件集成优化环境,搭建球头铣刀几何参数集成仿真优化平台和考虑残余应力的切削参数集成仿真优化平台,确定优化目标,软件执行与交互,提出优化策略,优化设计变量。本文以刀具切削性能与工件加工质量相结合,优化的刀具几何参数是提升刀具切削性能的有效手段,优化的切削参数是提高加工效率的可选依据,为钛合金工件的铣削加工提供方案,具有重要的科学研究意义。
赵健智[3]（2020）在《容屑槽成形几何结构对整体立铣刀服役性能的影响规律研究》文中进行了进一步梳理铣削加工因其对于复杂曲面加工能力较强,在国防军工和重大民用机械等高端制造领域中的应用越来越广泛。然而,在刀具加工过程中由于机床系统产生的外部激振的影响使得刀具容易发生共振现象,导致刀具破损失效而降低被加工表面的质量。容屑槽是影响刀具自身力学性能的关键结构,因此研究立铣刀容屑槽结构参数对刀具关键性能的影响规律有利于提高铣刀整体寿命和切削效率。容屑槽是空间复杂螺旋曲面,目前的建模方法多是对其横截面结构采用直线、圆弧等简单线条进行简化,忽略了容屑槽截面线为样条曲线的特点,与实际情况不符。因此,本文提出基于成形工艺过程的刀具建模方法,建立与实际相符的立铣刀容屑槽模型,利用仿真手段构建有限元模型研究刀具容屑槽结构对立铣刀性能的影响规律,将仿真结果与实验结果相比较,以验证仿真结果的准确性。论文具体研究内容如下:1.通过已知位姿的砂轮沿着螺旋线进行磨削建立容屑槽模型,再应用“刀具”的布尔减运算来增加立铣刀端面的Gash面和底刃后刀面的结构,建立完整的立铣刀三维模型。利用该成形过程建模的方法,在毛坯棒料上以铣刀前刀面、槽宽、槽深和过渡曲线为变量,建立了19个不同型号的立铣刀三维模型,研究容屑槽结构对刀具关键性能的影响规律。2.建立整体立铣刀有限元铣削模型,将仿真得到的切屑与实际的切屑进行对比检验,验证仿真结果的准确度。用该仿真模型研究容屑槽各结构变量对刀具铣削力的影响规律,为优化立铣刀切削性能提供了理论参考。3.基于欧拉-伯努利刚度方程研究立铣刀容屑槽对刀具最大等效应力和变形的影响机理。建立有限元模型研究容屑槽各结构变量对刀具最大等效应力和最大变形量的影响规律,为优化立铣刀静态力学性能提供了理论参考。4.建立整体立铣刀动力学仿真模型,将仿真结果与已有的相关论文实验结果进行对比检验,以验证仿真结果的准确度。用该仿真模型研究容屑槽各结构变量对刀具的固有频率和动刚度的影响规律,为优化立铣刀的动态特性提供了一定的理论参考。
赵颂[4]（2020）在《难加工材料微钻削仿真与实验研究》文中指出微钻削是机械微细加工的重要组成部分,是制造微小零部件的关键技术之一,用于钻削的微钻头尺寸小,强度和刚度差,在加工不锈钢等难加工材料时容易产生严重的磨损破损,降低刀具使用寿命和孔的加工质量。以切削原理、尺度效应理论为基础,采用仿真模拟方法,建立了直径f0.8 mm横刃修磨和未修磨钻头三维模型,模拟了316L不锈钢的钻削过程,分析了切屑的形成、切屑形态、钻头的应力和温度分布,以及工件的变形过程,考察了切削参数、钻尖几何结构、钻头直径、刃口圆弧对切削力和切削温度的影响,通过正交实验优化了钻头几何结构参数。通过实际钻削实验研究了不同切削参数下钻头磨损情况和孔的加工质量。研究结果表明,横刃参与切削和主切削刃参与切削后钻尖最大应力分别分布在横刃和主切削刃外缘拐点处,修磨钻头初期应力集中于内缘切削刃处,未修磨钻尖横断面呈平行四边形,修磨钻尖为Z字形,未修磨钻头横刃处钻削力占总钻削力的59.3%,而修磨钻头横刃处钻削力占总钻削力的5%,横刃修磨钻头的轴向力和温度在相同切削参数下比未修磨钻头分别降低45%和10%以上。以螺旋角、顶角和芯径比为因素的正交实验结果显示影响钻削力和钻削温度最大的分别是芯径比和顶角,最优的刀具参数为螺旋角35°,顶角120°,芯径比0.3。微钻削实验结果显示主切削刃和横刃是钻尖磨损最严重的位置,磨损类型主要是磨粒磨损,主切削刃磨损程度由切削刃外缘向横刃方向逐渐降低,横刃磨损最严重的位置是横刃外缘拐点附近,增加主轴转速和进给速度都会增加钻头磨损。钻孔入口直径和圆度值比出口孔大,进给速度对钻头磨损的影响比主轴转速大,在20 mm/min到80 mm/min的进给速度下钻20孔后,入口处孔圆度值为1.057至1.07,而出口处圆度值为1.03左右,20 mm/min进给量时钻削316L不锈钢时孔出口处多产生有钻帽均匀毛刺,80 mm/min进给量时多产生有冠状毛刺。优化几何结构的微钻头具有更好的切削性能,可以有效地提高钻头使用寿命,改善被加工工件的钻孔质量,提高生产工作效率,为实际生产提供了数据参考和技术支持。图50幅;表14个;参55篇。
刘宗敏[5]（2019）在《螺杆泵转子型面精密成形磨削关键技术研究》文中指出螺杆转子作为螺杆泵、螺杆压缩机、螺杆真空泵、螺杆膨胀机等螺杆机械的核心零部件,其设计与加工精度决定了螺杆机械系统的综合性能。尤其是螺杆泵作为一种容积式泵,因其结构简单、容积效率高、流量脉动小、噪声低、便于维修和维护、能进行多相混输等优点被广泛应用于石油、化工、船舶、海洋钻井平台、航空航天、机床装备、工程机械、环保、能源、食品、制药等众多领域。随着现代工业技术的发展,螺杆泵的应用范围和领域越来越广,已成为许多高端装备的关键基础件和核心部件。但是,随着螺杆泵应用的工况越来越复杂,对螺杆泵的设计与制造精度提出了越来越高的要求。近三十年来,各国学者和工程技术人员对螺杆泵转子型线优化设计、加工技术以及泵腔流场特性进行了持续而深入的研究。然而,由于螺杆泵核心零部件螺杆转子型线的复杂性,其设计与制造精度一直是限制螺杆泵系统性能进一步提升的瓶颈问题。目前对于螺杆转子的研究主要集中在转子型线优化设计和成形刀具设计方法上,关于螺杆转子精密成形磨削制造技术研究还不够深入,因此,导致螺杆转子加工质量不高,制约着高性能螺杆泵大规模的应用与普及。本文以摆线型螺杆泵转子型线的优化设计与精密成形加工技术为研究对象,利用数值分析、空间啮合原理与包络理论、成形磨削原理等理论工具,深入研究螺杆转子啮合间隙设计方法、成形刀具优化设计方法、成形磨削误差补偿、螺杆型面粗糙度控制以及检测技术等螺杆转子设计与精密加工的技术难点。本文主要工作如下:（1）在研究摆线生成原理的基础上,对摆线型双螺杆泵齿形和摆线型三螺杆泵齿形进行设计。由于现代计算机技术广泛应用于螺杆转子的设计与制造各环节,为了提高计算机计算精度与效率,提出了一种曲率自适应加密/稀疏螺杆转子齿形数据优化设计方法。利用空间解析几何知识对螺杆转子不同啮合间隙设计方法进行对比分析,并通过计算机CFD数值仿真比较了不同间隙数值对摆线型双螺杆容积效率的影响规律,并根据实际工况需求对螺杆泵啮合间隙进行设计,成形一套面向可制造与自适应的螺杆转子齿形优化设计方法。（2）研究螺杆转子成形加工中螺杆型面坐标系与成形刀具坐标系相互转化关系,基于空间啮合原理与包络理论,运用三次样条插值法实现基于离散点数据的螺杆转子成形刀具廓形求解。提出了螺杆转子廓形误差评价方法,根据螺杆转子与成形刀具的空间接触特性获得了不干涉、不过切条件下的螺杆转子成形刀具安装参数范围。对不同安装参数下的成形刀具轮廓特性与加工特性进行系统的对比研究,实现成形刀具安装参数的二次优化设计,获得了基于不同加工阶段与加工特性的成形刀具安装参数选择策略。鉴于螺杆转子型线复杂,设计与加工难度高的特点,在前文的研究基础上,基于MATLAB GUI开发了一套可以用螺杆转子型线数据预处理、啮合间隙设计、成形刀具设计、成形仿真加工、误差评估的可视化软件。（3）研究螺杆转子成形砂轮的磨损机理,通过螺杆转子成形仿真加工,揭示成形砂轮安装中心距、安装角以及砂轮磨损对螺杆转子廓形误差的影响规律,创新性地提出了一种通过安装参数调整法实现对砂轮磨损致廓形误差进行补偿,并通过仿真加工验证所提出的误差补偿方法的可行性与正确性。针对螺杆转子成形磨削机理的复杂性,通过建立成形砂轮表面磨粒分布模型,对螺杆型面成形磨削材料去除机理进行深入研究,建立了螺杆型面成形磨削未变形切屑最大厚度计算模型,为磨削力、磨削温度、磨削功率的研究提供了依据。深入研究螺杆转子成形磨削机理,首次建立了光整磨削阶段的螺杆型面磨削粗糙度预测模型,克服了传统磨削粗糙度预测模型无法实现对滑移磨削阶段磨削粗糙度进行预测的技术难点,为螺杆转子成形磨削表面粗糙度的提高提供了理论指导。（4）螺杆转子的精密成形加工离不开高精度的检测技术,检测精度在很大程度上决定了螺杆转子加工精度的提升。本文针对螺杆转子型线复杂多样、测量标准不明确、精确检测困难的技术难点,在研究螺杆泵工作特点和螺杆转子型面几何特征的基础上,提出了螺杆型面检测的误差项。提出了一种通过齿轮测量中心二维截面测量实现螺杆型面三维表征的新方法,克服了通用检测设备无法实现螺杆转子精确检测的技术难题,对于提升螺杆转子检测效率、降低检测成本、提高螺杆转子加工精度具有重要意义。最后针对本文的研究设计了一系列的实验进行验证,实验结果与理论研究保持了良好的一致性。
孙瑶[6]（2018）在《微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天、国防工业、生物工程技术及现代医学的发展,对特征尺寸在微米级到毫米级、采用多种材料、且具有一定形状精度和表面质量要求的精密三维微小零件的需求日益迫切。微小零件的生产主要依赖于微机械加工技术,而微机械加工中所涉及到微刀具、微磨具和微细工具电极的尺寸一般都在1mm以下,且尺寸越小制备难度越大。因此微刀具、微磨具和微细工具电极的成功制备是微机械加工技术实现微小零件及微槽、微孔等微结构加工的至关重要因素。低速走丝电火花线切割机床的多次切割和锥度切割技术使其能够实现上下异型和具有复杂直纹曲面的零部件的高精度和高质量加工,但其并不能实现具有非完全贯穿曲面或局部具有微回转结构的零部件加工。为充分利用低速走丝电火花线切割机床的优点并拓宽其应用范围,本文通过搭建回转机构,首次采用低速走丝电火花线切割机床成功地制备出微刀具、微磨具和微细工具电极,解决了微机械加工中微工具制备的难题。为充分了解低速走丝电火花回转加工的工艺方法和加工机理,本文通过有限元仿真、几何建模和实验手段对其加工的基础问题和实际应用进行探索性研究,主要体现在以下几个方面:（1）探讨低速走丝电火花回转加工的材料去除机理,分析其加工表面的创成原理,推导加工表面的残留高度和残留面积公式。从几何学角度,建立了低速走丝电火花回转加工表面粗糙度的理论模型,根据实际加工条件对理论模型进行修正和实验验证。（2）通过对低速走丝电火花回转加工的单脉冲放电有限元温度场仿真分析可得出主要加工参数对放电凹坑尺寸的影响规律。然后采用MATLAB软件进行不同加工参数和不同工序下的低速走丝电火花回转加工的表面形貌仿真,并进行实验验证。（3）研究低速走丝电火花回转加工表面完整性,得出加工参数对表面质量和亚表面损伤的影响规律。对比分析低速走丝电火花线切割机床加工得到的钛合金TC4平面工件与回转工件的表面形貌、放电凹坑、废屑反粘、表面氧化和合金化、硬度、白层厚度、微孔和裂纹分布等,探索表面特性变化与回转运动引入之间的关系。（4）采用低速走丝电火花回转加工方法制备出圆柱微细磨棒基体,得出不同工序下的蚀除深度和直径预测的经验公式。通过与电镀工艺相结合,成功制备出直径均值为107.42μm,长度为1300μm和直径的平均绝对值偏差为0.637μm的金刚石圆柱微磨棒。同时,采用低速走丝电火花回转加工方法可以制备出直径约为150μm,长度为1450μm,螺距长度为496.393μm,螺纹角度为39.29°的形状复杂的微细螺旋电极,更重要的是,其可以灵活地控制微细螺旋电极的节距长度,螺纹个数和螺纹角度。此外,充分利用低速走丝电火花回转加工中的锥度切割技术可高效地制备出尖端直径为2.79μm,长度为326.64μm的微细锥面电极。（5）基于MATLAB软件对低速走丝电火花回转加工的微铣刀进行仿真,从而实现微铣刀的可视化预测并为实际加工中参数的选择提供理论依据。采用低速走丝电火花回转加工方法成功地制备出多种硬质合金微细螺旋铣刀包括直径为112μm的微细单刃螺旋铣刀,直径为175μm且长度为1300μm的三刃微细螺旋铣刀,变螺旋角三刃微细螺旋铣刀以及六刃螺旋铣刀。同时还制备出各种异型微铣刀包括锥度微铣刀,波纹微铣刀,球头和椭球头微铣刀,解决了实际加工中微铣刀的制备难题。采用制备的硬质合金微铣刀进行DD5单晶镍基高温合金微槽铣和侧铣加工实验,从加工表面质量,毛刺,铣削力和刀具磨损等方面进行分析以评价低速走丝电火花回转加工制备的微铣刀的铣削性能。采用本文提出的低速走丝电火花回转加工方法成功制备出多种螺旋微铣刀和异型微铣刀,以及尺寸精度高的圆柱微磨棒和结构复杂的微细螺旋工具电极,拓宽了电火花线切割加工技术的应用范围,并为微机械加工中所用的微工具的制备提供了新的方法和途径。
娄志超[7]（2018）在《基于OpenGL的立铣刀参数化建模及磨削仿真系统研究》文中研究说明立铣刀作为一种高性能的自由曲面加工刀具,具有良好的切削性能和表面加工质量,广泛应用在航空、航天、汽车模具等领域。但由于立铣刀结构复杂,三维建模困难,耗时较多,设计效率低下,因此需要进行刀具参数化建模以提高立铣刀设计的效率。立铣刀建模的相关研究大多基于商业三维CAD绘图软件（UG、Solid Works、Pro E、MABLAB等）进行二次开发,建模系统完全依赖商业软件运行,使其功能扩展及市场应用受到极大的限制。目前国内的磨削系统基本都是使用国外的软件,商品化的国产软件目前仍未成熟。因此,建立具有独立知识产权的立铣刀建模和磨削仿真系统对刀具行业的发展具有十分重要的意义。本文在Visual Studio2015环境下建立了立铣刀参数化建模和磨削仿真系统,实现刀具的三维建模、自动产生数控磨削程序以及磨削运动的仿真功能,为刀具的设计制造一体化提供了一个平台。论文主要研究内容如下:1、基于Open GL的立铣刀参数化建模:针对Open GL底层图形库的特点,分析立铣刀周刃与端刃结构特征,将光学扫描重构建模领域中的点云建模理论应用到立铣刀参数化建模中;提出了一种立铣刀建模方法——基于关键点的点云建模,并结合布尔运算的方法,实现立铣刀参数化三维建模;并将所生成模型的数据格式转换为*.obj文件格式,以支持其他商业软件的读写。2、立铣刀磨削运动仿真:同样采用点云建模理论实现砂轮参数化建模,并以建立的立铣刀模型为基础,自动产生数控磨削程序,通过磨削运动仿真检验数控程序的正确性。本文研发的立铣刀参数化建模和磨削仿真系统实现了立铣刀的设计与可视化的统一,自动生成满足设计参数的立铣刀三维实体模型。结合砂轮参数化建模自动实现数控程序的编制,利用磨削运动仿真验证数控程序的正确性。本文基于Open GL开发立铣刀参数化建模及磨削仿真平台,提出基于关键点的点云进行立铣刀建模,并实现立铣刀磨削运动仿真,研究结果表明:本系统运行稳定,建模精度和建模效率高,且具有较好的可扩展性和实用性,有效提高了刀具的设计效率。
宋铁军[8]（2017）在《整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究》文中进行了进一步梳理整体式硬质合金刀具由于其加工材料范围广、切削性能优异和使用寿命长等优点而广泛应用于金属切削加工中。刀具的切削性能和稳定性主要取决于刃磨质量,因而整体式硬质合金刀具的刃磨在其制造过程中占有非常重要的地位。具有螺旋槽结构的整体式硬质合金刀具,其加工都要采用缓进给磨削加工技术。缓进给磨削的切深大、进给速度低,使磨削力、磨削热和加工表面质量等特征与普通磨削不同;同时,整体式硬质合金刀具螺旋槽属于复杂空间曲面,其加工难度大,质量不易保证,因此有必要对整体式硬质合金刀具螺旋槽缓进给磨削机理进行深入研究。本文以麻花钻和立铣刀螺旋槽磨削为研究对象,分析螺旋槽磨削层几何参数,研究磨削过程中的磨削力、磨削温度以及螺旋槽表面质量与工艺参数的关系,为磨削表面质量控制和磨削工艺参数优化提供理论依据。所做的工作主要包括:（1）对螺旋槽缓进给磨削层几何参数进行了研究。基于整体式硬质合金刀具螺旋槽磨削原理,由砂轮与工件的空间位置,建立了螺旋槽缓进给磨削层几何参数理论分析模型。以成形砂轮磨削麻花钻、平形砂轮磨削麻花钻和平形砂轮磨削四刃立铣刀这三种螺旋槽结构为例,计算了磨削螺旋槽的磨削接触区边界。由接触区边界线建立了刀具的三维模型,并与实际工件形状进行了对比。在磨削接触区,分析了螺旋槽磨削层几何参数中的砂轮-工件几何静态接触弧长、砂轮与工件的有效直径和有效速度、未变形切屑厚度和材料去除率的分布规律,揭示了磨粒的切削路径特征,为螺旋槽的磨削机理研究提供理论依据。（2）对成形砂轮磨削麻花钻螺旋槽的缓进给磨削力进行了研究。基于砂轮离散化方法,将砂轮看作是由一组不同直径的单位厚度圆盘组成,对单个圆盘磨削力进行了分析,获得了螺旋槽磨削过程中轴向磨削力与切向磨削力的关系。基于工件轴向磨削力和力矩建立了一个表征砂轮锐利程度的磨削力比数学模型。开发了一套可直接测量螺旋槽缓进给磨削过程中轴向磨削力和轴向力矩的测力系统,揭示了磨削力随时间变化的规律。用正交试验法分析了砂轮速度、工件轴向进给速度和砂轮粒度对磨削力和磨削力比的影响,并验证了磨削力比模型的正确性。通过对磨削力比的分析,优化了磨削工艺中的砂轮粒度参数。（3）对整体式硬质合金刀具螺旋槽缓进给磨削温度进行了研究。基于圆弧热源模型,对比分析了缓进给磨削和高效深磨无量纲磨削温度的分布;分析了佩克莱数、磨削楔角和磨削接触区偏角对无量纲磨削温度的影响。通过求解作螺旋运动点热源的温升值,分析了螺旋运动中圆周速度、旋转半径对磨削温度的影响。基于磨削烧伤时,工件温度、磨削液温度和磨粒温度相同的假设,计算了临界烧伤热流密度在麻花钻螺旋槽磨削接触区的分布情况。分析了增加磨削区对流换热系数的方法。在五轴联动工具磨床上,实验对比分析了普通砂轮和开槽砂轮对磨削温度的影响。该项研究为降低螺旋槽缓进给磨削温度提供了科学依据和实践方法。（4）对螺旋槽磨削温度场进行了有限元仿真研究。建立了具有单槽和双槽的麻花钻螺旋槽有限元模型,用于分析螺旋槽结构对磨削温度场的影响;使用平面缓进给磨削试验方法,建立了单位面积切向磨削力与无量纲未变形切屑厚度的关系,进而求得螺旋槽磨削区热流密度与无量纲未变形切屑厚度的关系;运用流体外掠圆管流动换热理论,计算工件表面对流换热系数大小;将热流密度载荷离散化,使用非均布加载的方法施加到磨削接触区。运用所建立的模型预测磨削烧伤发生的位置,为螺旋槽的磨削烧伤检测提供理论依据。（5）对麻花钻螺旋槽磨削表面质量进行了实验研究。通过白光干涉仪对麻花钻螺旋槽表面形貌进行检测,获得了不同于普通缓进给磨削表面形貌的特征,揭示了表面形貌的形成机理;通过正交试验法分析了磨削工艺参数对磨削表面粗糙度和磨削表层微观结构的影响。以磨削表面粗糙度为响应值,对磨削工艺参数进行了优化。（6）对立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度模型进行了研究。考虑硬质合金工件材料塑性隆起和砂轮速度与工件速度之间夹角对表面粗糙度的影响,建立了立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度计算模型,分析了砂轮直径、砂轮速度和工件进给速度对磨削表面粗糙度的影响。在五轴联动数控工具磨床上使用金刚石平形砂轮进行立铣刀螺旋槽磨削试验;使用超景深显微镜对螺旋槽磨削表面形貌进行分析、白光干涉仪测量螺旋槽磨削表面粗糙度大小,验证了理论模型的正确性。（7）对杯形砂轮磨削硬质合金表面质量进行了研究。通过杯形砂轮磨削实验研究了砂轮速度和工件进给速度对工件表面残余应力的影响;分析了砂轮速度对工件表面形貌的影响。使用化学腐蚀剥层法,获得了残余应力沿厚度方向的梯度分布;研究了不同腐蚀时间条件下的工件表面形貌,为工艺参数优化提供参考依据。
崔文俊[9]（2017）在《基于OpenGL的麻花钻螺旋槽仿真加工系统设计及算法的研究》文中提出虚拟现实在各行各业发展迅猛,仿真数控加工技术在机械加工、汽车、航空航天和制造等领域的应用,逐渐展现出其明显优势,具有无限发展空间和潜力。钻头在加工行业应用广泛,槽型、钻尖等形状结构复杂,加工精度要求高等,都使得其在国内外得到广泛关注和研究。课题借助虚拟仿真技术和OpenGL图形库技术,对机械加工行业中应用广泛的钻头的重要结构螺旋槽,进行仿真加工系统结构搭建、原理算法和模型建立等的前期研究,建立麻花钻螺旋槽、砂轮方位以及二者之间的相对位置的数学模型,建立三维几何模型以及在建模方法下的布尔算法。通过Visual C++6.0编程进行仿真系统的总体结构设计,并添加布尔运算、参数设定、状态控制等功能模块。在算法研究过程中,对毛坯和砂轮三维几何建模方法进行了分类,并提出新的建模方法。基于建模方法实现将三维布尔算法转换为二维布尔算法,并编写算法的代码结构。研究得出砂轮廓型、螺旋槽截形的数学模型,砂轮与螺旋槽之间的空间坐标关系的数学模型,并通过调用OpenGL库函数实现了模型显示和动画演示。系统的界面设计包括了许多与算法对应的功能模块,包括加载和存储NC代码模块、参数设定和状态控制模块、图形显示模块等,很好的将数学模型、布尔算法、几何模型、动画演示等算法嵌入,基本上实现了仿真加工的主要功能。本课题主要研究了数学模型、几何模型建立和布尔算法实现等,并编程转换成了对应的代码结构,系统各功能模块都对的嵌入算法实现了准确的结果响应。仿真加工系统的关键在于数学模型、布尔算法、动画演示等,在模型和算法研究完成后,分别通过NUMROTOS仿真软件、WATER五轴数控磨床进行实验,所得二维螺旋槽截形和实际加工的螺旋槽形,均与理论参数值相符,验证了数学模型的正确性。通过PTC-6五轴数控磨床实际加工实验,结果与系统的布尔算法结果对比验证了布尔算法的正确性。最后通过显示的重构模型空间位置关系,验证了显示模块、控制模块等的功能的正确性。至此仿真加工系统的基本算法都得到了验证。
张东东[10]（2016）在《面向微透镜阵列模具加工用微细铣刀结构设计与刃磨技术研究》文中指出微透镜阵列以其独特的光学性能广泛应用于航空、航天和光学制造等领域。实现大面积小单元尺寸微透镜阵列的高效低成本加工仍是微透镜阵列加工的技术难点。精密模压成形技术可有效解决微透镜阵列制造的效率问题。微透镜阵列模压成形质量很大程度上取决于其模具的几何精度和表面质量,因此,微透镜阵列模具的精密加工是微透镜阵列高质量精密模压成形的关键。微细铣削技术因其独特的优势,是实现复杂几何微透镜阵列模具高效率和高精度加工的一种有效手段。大面积小单元尺寸微透镜阵列模具的高精度、高质量和高一致性加工要求,对微细铣削刀具的使用寿命和铣削性能有了更高的要求,这对微细铣削刀具的设计和制造提出了新的挑战。本文针对微透镜阵列模具的加工特点,基于微细铣削机理和刀具设计理论,开展了面向微透镜阵列模具加工用微细铣削刀具结构设计和刃磨方法的研究,主要研究内容如下:1.研究螺旋刃微细球头铣刀球端结构几何特征,对其切削刃曲线和前、后刀面进行结构优化和数学建模;针对微透镜阵列的加工特点,提出了面向微透镜阵列模具加工用微细球头铣刀的设计原则;提出了直刃和圆锥面两种新型微细球头铣刀几何结构,建立了两种新型微细球头铣刀的数学模型,并对其刀具角度进行了分析研究。2.基于六轴数控磨床的运动原理,研究了砂轮刀位轨迹的后处理方法;基于等导程切削刃曲线方程和干涉条件,建立了球头部分前、后刀面的刃磨模型;研究了圆柱砂轮端面刃磨前刀面时的切削刃过切问题,并分析了最大过切值的影响因素和分布规律;提出了直刃和圆锥面新型微细球头铣刀的数控刃磨方法,并对刀具刃磨时机床各轴的运动轨迹进行了求解;通过微细球头铣刀的磨削加工试验和几何参数测量,验证了微细球头铣刀刃磨模型和刃磨方法的正确性。3.通过微透镜模具有限元铣削仿真,研究了不同前角、后角对铣削过程中切屑变形、铣削力和铣削温度的影响规律;通过开展H13淬硬模具钢微透镜阵列铣削试验,研究了硬质合金微细铣刀后角对铣削力、刀具磨损和微透镜加工质量的影响规律,得出后角为20?的微细球头铣刀更适合在H13淬硬模具钢上开展微透镜阵列的铣削加工;基于微透镜阵列模具铣削试验,对比研究了直刃微细球头铣刀、圆锥面微细球头铣刀以及螺旋刃微细球头铣刀的铣削性能,结果表明所设计圆锥面微细球头铣刀在微细铣削过程中具有铣削力小和加工质量高等优点。
二、刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真（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、刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真（论文提纲范文）
（1）考虑已加工表面残余应力的铣削过程优化（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 刀具参数化的研究现状 |
| 1.2.2 切削加工表面残余应力研究现状 |
| 1.2.3 有限元模拟方法在金属切削中的应用 |
| 1.2.4 切削加工优化技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 平底立铣刀参数化设计及建模 |
| 2.1 平底立铣刀整体结构分析 |
| 2.2 平底立铣刀空间刃线的数学模型 |
| 2.2.1 回转刀具周刃空间曲线建模 |
| 2.2.2 平底端齿空间刃线建模 |
| 2.2.3 排屑槽空间曲线建模 |
| 2.3 平底立铣刀参数化模型的建立 |
| 2.3.1 刀具特征变量设定 |
| 2.3.2 周刃螺旋槽及排屑槽 |
| 2.3.3 平底端齿建模 |
| 2.3.4 平底立铣刀参数化设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钛合金铣削表面残余应力仿真分析 |
| 3.1 切削加工表面残余应力的产生机理 |
| 3.2 铣削加工有限元模型的关键技术 |
| 3.2.1 材料本构模型 |
| 3.2.2 切屑与工件分离准则 |
| 3.2.3 刀具与工件接触摩擦模型 |
| 3.2.4 切削热的产生、耗散与传导 |
| 3.3 铣削加工残余应力仿真模型 |
| 3.3.1 刀具和工件几何模型的建立 |
| 3.3.2 刀具与工件的网格划分 |
| 3.3.3 接触属性和边界条件 |
| 3.3.4 加工残余应力模拟步骤 |
| 3.4 铣削加工残余应力仿真结果分析 |
| 3.4.1 铣削应力场分析 |
| 3.4.2 铣削残余应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛合金铣削表面残余应力实验研究 |
| 4.1 钛合金铣削实验系统 |
| 4.1.1 钛合金铣削加工设备 |
| 4.1.2 实验刀具 |
| 4.1.3 实验工件 |
| 4.1.4 钛合金铣削实验方案 |
| 4.2 残余应力的测量 |
| 4.2.1 残余应力的测试原理 |
| 4.2.2 残余应力的测量方法 |
| 4.2.3 残余应力测试方案 |
| 4.3 残余应力实验结果与仿真结果的对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑残余应力的铣削过程优化 |
| 5.1 多目标优化理论及遗传算法 |
| 5.1.1 多目标优化理论 |
| 5.1.2 遗传算法基本原理 |
| 5.2 正交试验 |
| 5.2.1 试验设计 |
| 5.2.2 数据处理 |
| 5.2.3 极差分析 |
| 5.3 铣削加工参数优化 |
| 5.3.1 目标函数的建立 |
| 5.3.2 刀具参数优化结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利 |
| 致谢 |
（2）考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及其研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 球头铣刀切削性能的研究现状 |
| 1.2.2 金属切削有限元模拟的研究现状 |
| 1.2.3 切削加工优化技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 球头铣刀参数化建模与磨削工艺仿真 |
| 2.1 球头铣刀整体结构分析 |
| 2.2 球头铣刀空间刃线的数学模型 |
| 2.2.1 回转刀具周刃空间曲线建模 |
| 2.2.2 球刃空间曲线建模 |
| 2.2.3 排屑槽空间曲线建模 |
| 2.3 球头铣刀参数化模型的建立 |
| 2.3.1 刀具特征变量设定 |
| 2.3.2 球头铣刀球刃螺旋槽 |
| 2.4 球头铣刀的磨削工艺仿真 |
| 2.4.1 球头铣刀前刀面的磨削工艺仿真 |
| 2.4.2 球头铣刀容屑槽的磨削工艺仿真 |
| 2.4.3 球头铣刀后刀面的磨削工艺仿真 |
| 2.5 球头铣刀的磨削过程 |
| 2.6 球头铣刀几何参数的检测 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 铣削加工过程有限元模拟与分析 |
| 3.1 有限元切削仿真关键技术 |
| 3.1.1 材料的弹塑性本构关系 |
| 3.1.2 工件材料本构模型 |
| 3.1.3 切屑与工件分离准则 |
| 3.1.4 工件与刀具的接触摩擦模型 |
| 3.2 铣削加工过程有限元三维模型的建立 |
| 3.2.1 工件和刀具的网格划分 |
| 3.2.2 工件与刀具的热传导模型 |
| 3.2.3 工件和刀具几何模型的建立 |
| 3.3 铣削表面残余应力的理论分析 |
| 3.3.1 已加工表面残余应力的热-力耦合机理分析 |
| 3.3.2 已加工表面残余应力的仿真分析 |
| 3.4 铣削加工过程三维有限元模拟 |
| 3.4.1 铣削力有限元模拟 |
| 3.4.2 铣削温度场有限元模拟 |
| 3.4.3 铣削应力场有限元模拟 |
| 3.4.4 铣削残余应力场有限元模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛合金铣削实验研究及模型验证 |
| 4.1 钛合金铣削实验研究 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 铣削力测试方案 |
| 4.1.3 铣削力实验结果与仿真结果的对比分析 |
| 4.2 钛合金残余应力测试实验研究 |
| 4.2.1 残余应力测试设备 |
| 4.2.2 残余应力的测试原理与测量方法 |
| 4.2.3 残余应力测试方案 |
| 4.2.4 残余应力实验结果与仿真结果的对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于Isight平台的集成仿真优化研究 |
| 5.1 多学科集成优化技术 |
| 5.2 Isight集成仿真优化设计及集成过程 |
| 5.2.1 Isight优化设计平台及优化理论 |
| 5.2.2 Isight集成过程 |
| 5.3 优化问题的数学模型 |
| 5.3.1 球头铣刀几何参数优化数学模型的建立 |
| 5.3.2 考虑残余应力的切削参数优化数学模型的建立 |
| 5.4 基于Isight集成仿真优化平台搭建 |
| 5.4.1 球头铣刀几何参数集成仿真优化平台 |
| 5.4.2 考虑残余应力的切削参数集成仿真优化平台 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（3）容屑槽成形几何结构对整体立铣刀服役性能的影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 整体立铣刀模型 |
| 1.2.2 立铣刀切削性能研究 |
| 1.2.3 立铣刀静态力学性能研究 |
| 1.2.4 立铣刀铣削振动性能研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于刃磨工艺立铣刀三维模型构建 |
| 2.1 立铣刀关键结构及成形工艺 |
| 2.2 基于成形工艺的立铣刀建模 |
| 2.2.1 螺旋槽建模 |
| 2.2.2 周刃后刀面建模 |
| 2.2.3 端面建模 |
| 2.3 容屑槽结构表征及设计 |
| 2.3.1 具有不同前角结构容屑槽设计 |
| 2.3.2 具有不同槽宽结构容屑槽设计 |
| 2.3.3 具有不同槽深结构容屑槽设计 |
| 2.3.4 具有不同过渡曲线结构容屑槽设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 容屑槽对刀具切削力影响规律研究 |
| 3.1 基于ABAQUS切削有限元模型构建 |
| 3.1.1 铣削三维有限元模型的建立 |
| 3.1.2 仿真切屑与实际切屑的形貌验证 |
| 3.2 试验方案的确立及计算 |
| 3.3 容屑槽对铣刀切削性能的影响 |
| 3.3.1 刀具前刀面对切削力的影响分析 |
| 3.3.2 刀具槽宽对切削力的影响分析 |
| 3.3.3 刀具槽深对切削力的影响分析 |
| 3.3.4 刀具过渡曲线对切削力的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 容屑槽对刀具静态力学性能的影响规律研究 |
| 4.1 欧拉-伯努利刚度方程的定义 |
| 4.2 立铣刀三维有限元静力模型建立 |
| 4.2.1 构建铣刀容屑槽模型 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.3 试验方案的确立及计算 |
| 4.4 仿真研究铣刀容屑槽对铣刀静态力学的影响 |
| 4.4.1 刀具前刀面对刀具静态力学影响分析 |
| 4.4.2 刀具槽宽对刀具静态力学影响分析 |
| 4.4.3 刀具槽深对刀具静态力学影响分析 |
| 4.4.4 刀具过渡曲线对刀具静态力学影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 容屑槽对刀具动态特性的影响规律研究 |
| 5.1 立铣刀动态特性参数 |
| 5.1.1 固有模态 |
| 5.1.2 模态刚度 |
| 5.1.3 阻尼比 |
| 5.2 立铣刀动态特性仿真分析 |
| 5.2.1 ABAQUS动力学模块介绍 |
| 5.2.2 铣刀动力学分析有限元建模 |
| 5.2.3 模态分析实验验证 |
| 5.3 试验方案的确立及计算 |
| 5.4 仿真分析铣刀容屑槽对铣刀动态特性的影响 |
| 5.4.1 刀具前刀面对刀具动态特性影响分析 |
| 5.4.2 刀具槽宽对刀具动态特性影响分析 |
| 5.4.3 刀具槽深对刀具动态特性影响分析 |
| 5.4.4 刀具过渡曲线对刀具动态特性影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 研究结论 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）难加工材料微钻削仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微钻削背景与意义 |
| 1.2 刀具材料 |
| 1.3 刀具设计制造的研究现状 |
| 1.4 微切削机理的研究进展 |
| 1.5 刀具涂层的研究现状 |
| 1.6 课题研究内容和关键问题 |
| 第2章 理论分析 |
| 2.1 麻花钻钻尖几何结构 |
| 2.2 麻花钻头主要参数 |
| 2.3 钻削力 |
| 2.4 钻削温度 |
| 2.5 微细切削加工特点 |
| 2.6 难切削材料的切削特点 |
| 2.6.1 难切削材料的分类 |
| 2.6.2 不锈钢的切削特点 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 不锈钢材料微钻削仿真建模过程 |
| 3.1 麻花钻三维模型的建立 |
| 3.2 钻削仿真建模过程 |
| 3.3 建模过程中常见的问题和难点 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 仿真设置、结果与分析 |
| 4.1 仿真准确性验证 |
| 4.2 横刃未修磨和修磨钻头应力分布 |
| 4.3 横刃未修磨和修磨钻尖横断面变化过程 |
| 4.4 切削用量对轴向力、钻削温度的影响 |
| 4.5 预钻孔实验 |
| 4.6 工件材料的变形 |
| 4.7 钻削过程的切屑形态 |
| 4.8 钻头直径和刃口圆弧对钻削力的影响 |
| 4.9 钻削正交实验 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 微钻削实验 |
| 5.1 实验材料和设备 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（5）螺杆泵转子型面精密成形磨削关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 螺杆泵国内外研究现状 |
| 1.2.1 螺杆泵介绍 |
| 1.2.2 螺杆泵转子型线设计研究 |
| 1.2.3 螺杆转子成形刀具设计研究 |
| 1.2.4 螺杆型面精密成形磨削误差补偿与粗糙度控制研究 |
| 1.2.5 螺杆转子检测技术与精密加工设备 |
| 1.3 目前研究的不足 |
| 1.4 课题来源和主要研究内容 |
| 2 螺杆转子齿形自适应优化设计方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 摆线型螺杆转子型线设计 |
| 2.2.1 摆线生成原理 |
| 2.2.2 摆线齿形型线的设计——双螺杆泵齿形 |
| 2.2.3 摆线齿形型线的设计——三螺杆泵齿形 |
| 2.2.4 曲率自适应加密方法 |
| 2.3 基于可制造性的螺杆转子啮合间隙设计研究 |
| 2.4 不同啮合间隙对螺杆泵容积效率的影响关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于切削加工性能的成形刀具优化设计方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺杆转子成形砂轮设计原理 |
| 3.2.1 螺杆坐标系与成形砂轮坐标系之间的关系 |
| 3.2.2 已知螺杆模型求解成形砂轮模型 |
| 3.2.3 已知成形砂轮模型求解螺杆模型 |
| 3.3 螺杆型面廓形误差评价方法 |
| 3.4 螺杆转子成形砂轮安装参数优化设计方法 |
| 3.4.1 不产生干涉的成形砂轮安装参数 |
| 3.4.2 安装参数二次优化设计方法研究 |
| 3.5 螺杆转子设计与制造仿真可视化软件开发 |
| 3.5.1 系统需求分析 |
| 3.5.2 软件结构框架 |
| 3.5.3 软件可视化界面 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 螺杆型面精密成形磨削误差补偿与粗糙度控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 螺杆转子精密磨削误差分析及补偿方法研究 |
| 4.2.1 砂轮磨损特性分析 |
| 4.2.2 螺杆转子精密磨削廓形误差分析 |
| 4.2.3 砂轮磨损致廓形误差补偿方法 |
| 4.3 螺杆型面精密磨削材料去除机理 |
| 4.3.1 砂轮表面微观形貌数学模型 |
| 4.3.2 材料去除机理 |
| 4.4 螺杆精密磨削粗糙度预测模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 螺杆转子测量技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 螺杆转子测量原理 |
| 5.2.1 测量中心工作原理 |
| 5.2.2 螺杆转子误差项 |
| 5.3 螺杆转子误差测量方法 |
| 5.3.1 螺杆转子三维模型 |
| 5.3.2 测头半径选择 |
| 5.3.3 测量路径规划 |
| 5.4 螺杆转子测量数据处理 |
| 5.4.1 测量数据坐标系转化 |
| 5.4.2 测头半径补偿 |
| 5.4.3 转子误差评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 螺杆泵转子加工及性能实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 螺杆转子加工实验 |
| 6.2.1 实验装置及实验条件 |
| 6.2.2 螺杆转子廓形误差测量实例 |
| 6.2.3 螺杆转子廓形误差补偿实验及结果分析 |
| 6.2.4 螺杆转子磨削加工型面粗糙度实验及结果分析 |
| 6.3 螺杆泵容积效率实验 |
| 6.3.1 双螺杆泵转子设计参数 |
| 6.3.2 实验装置及实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A论文中部分代码 |
| B作者在攻读学位期间科研成果 |
| C作者在攻读学位期间主持或参与科研项目 |
| D作者在攻读学位期间获得奖励 |
| E学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 微细电火花线切割加工技术国内外应用现状 |
| 1.2.1 微小复杂零件 |
| 1.2.2 回转零部件 |
| 1.2.3 阵列电极及功能表面 |
| 1.3 微刀具与微磨具制备的国内外研究现状 |
| 1.4 微细工具电制备的国内外研究现状 |
| 1.5 课题研究目的及研究内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 本文主要研究内容的基本结构框架图 |
| 第2章 低速走丝电火花回转加工表面创成原理及形貌仿真研究 |
| 2.1 低速走丝电火花回转加工 |
| 2.1.1 方法的提出 |
| 2.1.2 材料去除机制 |
| 2.2 低速走丝电火花回转加工表面创成 |
| 2.2.1 表面创成原理 |
| 2.2.2 残留高度和残留面积 |
| 2.2.3 螺旋槽节距 |
| 2.3 低速走丝电火花回转加工的单脉冲放电凹坑仿真 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 热流密度,导热方程和定解条件 |
| 2.3.3 低速走丝电火花回转加工移动热源模型求解 |
| 2.3.4 单脉冲放电凹坑仿真结果与实验验证 |
| 2.4 低速走丝电火花回转加工的表面形貌仿真 |
| 2.4.1 方法的提出及仿真流程 |
| 2.4.2 表面形貌仿真结果分析与试验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低速走丝电火花回转加工表面完整性研究 |
| 3.1 低速走丝电火花回转加工表面粗糙度模型与实验研究 |
| 3.1.1 R_(a1)模型的提出 |
| 3.1.2 R_(ak)模型的提出 |
| 3.1.3 R_a模型的建立及实验验证 |
| 3.1.4 表面粗糙度的实验研究 |
| 3.2 表面及亚表面损伤分析 |
| 3.2.1 表面特征分析 |
| 3.2.2 亚表面损伤分析 |
| 3.3 表面质量的提高 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 低速走丝电火花加工微磨棒和微螺旋电极的实验研究 |
| 4.1 微磨棒制备实验研究 |
| 4.1.1 实验设计 |
| 4.1.2 进给量的确定 |
| 4.1.3 微磨棒基体的加工失效问题 |
| 4.1.4 微磨棒基体实验结果分析 |
| 4.1.5 微磨棒的制备 |
| 4.2 微细螺旋电极制备实验研究 |
| 4.2.1 实验设计 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 U/V轴在低速走丝电火花回转加工工艺中的应用 |
| 4.3.1 锥面微细电极的高效制备 |
| 4.3.2 平面与回转阵列加工 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 低速走丝电火花加工微细铣刀的实验研究 |
| 5.1 微细螺旋铣刀的结构设计及仿真分析 |
| 5.1.1 几何结构设计 |
| 5.1.2 微细螺旋铣刀的仿真模型的建立 |
| 5.1.3 加工参数对微细螺旋铣刀成型影响的仿真分析 |
| 5.2 微螺旋铣刀制备的实验研究 |
| 5.2.1 实验设计 |
| 5.2.2 单刃和多刃微细螺旋铣刀的实验加工结果 |
| 5.2.3 微细波纹铣刀的实验加工结果 |
| 5.3 微细螺旋锥铣刀的制备 |
| 5.3.1 几何结构的设计及仿真 |
| 5.3.2 实验加工 |
| 5.4 微细球头和椭球头铣刀制备的实验研究 |
| 5.4.1 几何结构的设计及仿真 |
| 5.4.2 路径仿真 |
| 5.4.3 微细球头和椭球头铣刀的制备 |
| 5.5 微铣削实验 |
| 5.5.1 实验设计 |
| 5.5.2 微铣削加工结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 章结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（7）基于OpenGL的立铣刀参数化建模及磨削仿真系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 立铣刀数学模型的建立 |
| 1.2.2 立铣刀三维参数化建模软件的实现 |
| 1.2.3 磨削运动仿真 |
| 1.2.4 目前立铣刀参数化建模存在的问题及对策 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 建模系统的环境搭建 |
| 2.1 OpenGL简介 |
| 2.2 OpenGL工作流程 |
| 2.3 OpenGL的环境配置 |
| 2.4 OpenGL的视口搭建 |
| 2.5 透视变换 |
| 2.6 OpenGL的渲染 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 立铣刀周刃建模 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 立铣刀周刃截面的点云建模 |
| 3.2.1 立铣刀周刃截面关键点数学建模 |
| 3.2.2 立铣刀周刃截面点云信息 |
| 3.3 立铣刀的周刃点云建模 |
| 3.4 点云的三角网格处理 |
| 3.5 立铣刀参数化建模系统的实现 |
| 3.6 立铣刀周刃生成模型的格式转换 |
| 3.6.1 *.obj文件的简介 |
| 3.6.2 转换文件格式的处理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 立铣刀端刃建模 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 端刃后刀面建模 |
| 4.2.1 端刃后刀面点云建模 |
| 4.2.2 端刃后刀面建模的实现 |
| 4.3 端刃前刀面建模 |
| 4.3.1 端刃前刀面点云建模 |
| 4.3.2 端刃前刀面参数化建模的实现 |
| 4.4 不同类型立铣刀建模 |
| 4.4.1 长短刃转化数学模型 |
| 4.4.2 立铣刀类型转换的实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磨削加工仿真 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 砂轮参数化建模 |
| 5.2.1 砂轮的点云建模 |
| 5.2.2 砂轮的三角网格 |
| 5.2.3 砂轮参数化建模的实现 |
| 5.3 立铣刀加工轨迹解析 |
| 5.3.1 砂轮加工立铣刀周刃运动轨迹分析 |
| 5.3.2 砂轮加工容屑槽运动轨迹分析 |
| 5.4 NC代码的生成 |
| 5.5 立铣刀磨削加工运动仿真 |
| 5.5.1 解读NC代码 |
| 5.5.2 运动仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 整体式硬质合金刀具 |
| 1.3 缓进给磨削 |
| 1.3.1 缓进给磨削特点 |
| 1.3.2 缓进给磨削力研究现状 |
| 1.3.3 缓进给磨削温度研究现状 |
| 1.3.4 缓进给磨削表面烧伤研究现状 |
| 1.3.5 缓进给磨削表面质量研究现状 |
| 1.4 整体式刀具螺旋槽磨削加工研究现状 |
| 1.4.1 螺旋槽设计建模方法 |
| 1.4.2 螺旋槽磨削仿真 |
| 1.4.3 螺旋槽磨削实验研究 |
| 1.5 硬质合金材料磨削研究现状 |
| 1.5.1 硬质合金比磨削能研究现状 |
| 1.5.2 硬质合金磨削去除机理研究现状 |
| 1.5.3 硬质合金磨削温度研究现状 |
| 1.6 课题来源及主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 第2章 整体式刀具螺旋槽磨削几何学分析与研究 |
| 2.1 整体式刀具螺旋槽磨削原理 |
| 2.2 整体式刀具螺旋槽磨削接触区 |
| 2.2.1 砂轮曲面与工件螺旋面接触线 |
| 2.2.2 砂轮曲面与工件圆柱面相贯线 |
| 2.2.3 计算分析 |
| 2.3 螺旋槽磨削层几何参数分析 |
| 2.3.1 砂轮-工件的几何静态接触弧长 |
| 2.3.2 磨粒切削路径 |
| 2.3.3 工件有效直径 |
| 2.3.4 砂轮有效直径 |
| 2.3.5 工件有效速度 |
| 2.3.6 未变形切屑厚度 |
| 2.3.7 材料去除率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 螺旋槽缓进给磨削力研究 |
| 3.1 螺旋槽磨削力 |
| 3.2 螺旋槽磨削力比 |
| 3.3 螺旋槽磨削力的测定 |
| 3.3.1 磨削力测量设备 |
| 3.3.2 磨削力测量结果 |
| 3.3.3 工艺参数对磨削力的影响 |
| 3.4 磨削力比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 螺旋槽缓进给磨削温度研究 |
| 4.1 缓进给磨削温度的理论解析 |
| 4.1.1 缓进给磨削稳态温度 |
| 4.1.2 磨削接触区偏角对磨削温度的影响 |
| 4.1.3 螺旋运动对磨削温度的影响 |
| 4.2 螺旋槽缓进给磨削临界烧伤热流密度 |
| 4.2.1 硬质合金的磨削烧伤 |
| 4.2.2 磨削烧伤的热流密度 |
| 4.2.3 缓进给磨削区对流换热 |
| 4.3 开槽砂轮缓进给磨削温度实验 |
| 4.3.1 热电偶测温技术 |
| 4.3.2 实验方案设计 |
| 4.3.3 磨削参数对磨削温度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 螺旋槽磨削温度场有限元分析及仿真 |
| 5.1 磨削温度场有限元分析法的理论基础 |
| 5.1.1 三维瞬态温度场的有限元法 |
| 5.1.2 热应力计算 |
| 5.2 螺旋槽磨削温度场有限元仿真模型的建立 |
| 5.3 磨削温度场仿真边界条件的确定 |
| 5.3.1 磨削区热流密度的确定 |
| 5.3.2 工件表面对流系数的确定 |
| 5.4 螺旋槽磨削区载荷的施加和求解 |
| 5.5 螺旋槽磨削温度场分布 |
| 5.5.1 磨削单螺旋槽温度场和热应力分布 |
| 5.5.2 磨削第二螺旋槽的温度场和热应力分布 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 螺旋槽磨削表面质量研究 |
| 6.1 磨削表面质量检测方法 |
| 6.1.1 残余应力检测方法 |
| 6.1.2 螺旋槽磨削表面粗糙度和表面形貌检测方法 |
| 6.1.3 磨削亚表面结构检测方法 |
| 6.2 麻花钻螺旋槽磨削表面质量研究 |
| 6.2.1 螺旋槽缓进给磨削试验方案 |
| 6.2.2 螺旋槽磨削表面形貌 |
| 6.2.3 磨削参数对螺旋槽表面粗糙度的影响 |
| 6.2.4 磨削参数对表层微观结构的影响 |
| 6.3 立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度数学模型研究 |
| 6.3.1 磨削表面粗糙度数学模型 |
| 6.3.2 粗糙度数值仿真与实验验证 |
| 6.4 立铣刀GASH面磨削表面质量研究 |
| 6.4.1 杯形砂轮磨削实验方案 |
| 6.4.2 磨削参数对残余应力的影响 |
| 6.4.3 磨削参数对材料去除机理的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文和获得的专利 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目与所获的奖励 |
（9）基于OpenGL的麻花钻螺旋槽仿真加工系统设计及算法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数控加工仿真技术概述 |
| 1.2 数控加工仿真国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究背景及意义 |
| 第二章 仿真加工系统的总体方案与图形算法的研究 |
| 2.1 仿真加工系统设计方案的确定 |
| 2.2 系统开发的图形算法 |
| 2.2.1 图形支撑技术OpenGL |
| 2.2.2 OpenGL特点 |
| 2.2.3 OpenGL的基本工作流程 |
| 2.3 布尔算法与几何模型 |
| 2.4 仿真加工系统设计的总体方案 |
| 2.4.1 仿真加工系统的基本设计要求 |
| 2.4.2 系统模块设计应具备的功能 |
| 2.4.3 仿真加工系统设计的总体结构 |
| 2.5 仿真系统面向对象的界面设计 |
| 本章小结 |
| 第三章 几何模型建立方法和代码编译算法的研究 |
| 3.1 几何模型建立方法分类 |
| 3.1.1 直接实体建模法 |
| 3.1.2 基于图像空间表示法 |
| 3.1.3 离散矢量求交法 |
| 3.2 几何模型的建立 |
| 3.2.1 圆柱三维混合法几何模型的建立 |
| 3.2.2 三维几何的特征描述及数据结构 |
| 3.3 数控代码编译模块算法的研究 |
| 本章小结 |
| 第四章 仿真加工数学模型和布尔算法的研究 |
| 4.1 螺旋槽槽型数学模型 |
| 4.1.1 坐标系变换的数学模型 |
| 4.1.2 螺旋槽截形的数学模型 |
| 4.2 砂轮的数学模型 |
| 4.2.1 砂轮廓型的数学模型 |
| 4.2.2 砂轮方向位置的确定 |
| 4.2.3 砂轮有效磨边的数学模型 |
| 4.3 布尔算法原理与代码结构的实现 |
| 4.3.1 三维布尔算法原理方法 |
| 4.3.2 实现布尔差算法的代码结构 |
| 本章小结 |
| 第五章 系统主要算法及功能模块的实验验证 |
| 5.1 系统数学模型的实验验证 |
| 5.1.1 截形实验对数学模型的验证 |
| 5.1.2 实际加工实验对数学模型的验证 |
| 5.2 系统三维布尔算法的实验验证 |
| 5.3 动画显示及控制模块的仿真验证 |
| 5.4 NC代码模块的功能验证 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）面向微透镜阵列模具加工用微细铣刀结构设计与刃磨技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微细铣削刀具设计及刃磨技术研究现状 |
| 1.2.1 微细铣刀刀具设计研究现状 |
| 1.2.2 微细铣刀刃磨技术研究现状 |
| 1.3 微透镜铣削加工研究现状 |
| 1.3.1 微透镜阵列铣削工艺研究现状 |
| 1.3.2 淬硬模具钢铣削加工研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 微细球头铣刀结构设计与数学建模 |
| 2.1 微细球头铣刀数学模型 |
| 2.1.1 微细球头铣刀切削刃数学模型 |
| 2.1.2 微细球头铣刀前、后刀面数学模型 |
| 2.2 新型微细球头铣刀结构设计 |
| 2.2.1 新型微细球头铣刀设计原则 |
| 2.2.2 直刃微细球头铣刀结构设计 |
| 2.2.2.1 直刃微细球头铣刀前、后刀面数学模型 |
| 2.2.2.2 直刃微细球头铣刀刀具角度分析 |
| 2.2.3 圆锥面微细球头铣刀结构设计 |
| 2.2.3.1 圆锥面微细球头铣刀前、后刀面数学模型 |
| 2.2.3.2 圆锥面微细球头铣刀刀具角度分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 微细球头铣刀数控刃磨原理及刃磨试验研究 |
| 3.1 六轴数控工具磨床结构及运动原理 |
| 3.2 微细球头铣刀球头部分刃磨原理研究 |
| 3.2.1 微细球头铣刀球头部分前刀面刃磨原理研究 |
| 3.2.1.1 圆柱砂轮刃磨前刀面刀位轨迹研究 |
| 3.2.1.2 圆柱砂轮刃磨前刀面时切削刃干涉误差分析 |
| 3.2.2 微细球头铣刀球头部分后刀面刃磨原理研究 |
| 3.2.3 微细球头铣刀球头部分刃磨试验研究 |
| 3.3 直刃微细球头铣刀刃磨方法及刃磨试验研究 |
| 3.3.1 直刃微细球头铣刀的刃磨方法 |
| 3.3.2 直刃微细球头铣刀的磨削加工试验 |
| 3.4 圆锥面微细球头铣刀刃磨方法及刃磨试验研究 |
| 3.4.1 圆锥面微细球头铣刀的刃磨方法 |
| 3.4.2 圆锥面微细球头铣刀的磨削加工试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微细球头铣刀铣削性能试验研究 |
| 4.1 微透镜阵列模具铣削工艺研究 |
| 4.2 微细球头铣刀几何角度对微透镜阵列模具铣削过程的影响 |
| 4.2.1 不同几何角度微细球头铣刀铣削过程有限元仿真分析 |
| 4.2.1.1 微细球头铣刀仿真模型的建立 |
| 4.2.1.2 微透镜铣削过程有限元仿真 |
| 4.2.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2.2 不同后角微细球头铣刀微透镜阵列模具铣削试验研究 |
| 4.2.2.1 后角对铣削力的影响 |
| 4.2.2.2 后角对刀具失效的影响 |
| 4.2.2.3 后角对微透镜加工质量的影响 |
| 4.3 微细球头铣刀几何结构对微透镜阵列模具铣削过程的影响 |
| 4.3.1 不同几何结构类型微细球头铣刀铣削过程有限元仿真分析 |
| 4.3.1.1 微透镜铣削仿真模型的建立 |
| 4.3.1.2 仿真结果分析 |
| 4.3.2 不同几何结构类型微细球头铣刀微透镜阵列模具铣削试验研究 |
| 4.3.2.1 几何结构类型对铣削力的影响 |
| 4.3.2.2 几何结构类型对刀具失效的影响 |
| 4.3.2.3 几何结构类型对微透镜阵列加工质量的影响 |
| 4.3.2.4 几何结构类型对微槽铣削加工质量的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真（论文参考文献）
- [1]考虑已加工表面残余应力的铣削过程优化[D]. 窦雪平. 哈尔滨理工大学, 2021
- [2]考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究[D]. 崔玉龙. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [3]容屑槽成形几何结构对整体立铣刀服役性能的影响规律研究[D]. 赵健智. 江苏科技大学, 2020(03)
- [4]难加工材料微钻削仿真与实验研究[D]. 赵颂. 华北理工大学, 2020(02)
- [5]螺杆泵转子型面精密成形磨削关键技术研究[D]. 刘宗敏. 重庆大学, 2019
- [6]微尺度低速走丝电火花加工工艺基础及应用实验研究[D]. 孙瑶. 东北大学, 2018(01)
- [7]基于OpenGL的立铣刀参数化建模及磨削仿真系统研究[D]. 娄志超. 贵州大学, 2018(01)
- [8]整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究[D]. 宋铁军. 湖南大学, 2017(06)
- [9]基于OpenGL的麻花钻螺旋槽仿真加工系统设计及算法的研究[D]. 崔文俊. 大连交通大学, 2017(12)
- [10]面向微透镜阵列模具加工用微细铣刀结构设计与刃磨技术研究[D]. 张东东. 北京理工大学, 2016(03)