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毕业设计论文


3 温度分析
3.1 分析模型。立铣刀,切削工具受到周期性加热和冷却。史蒂芬森等人。[ 3]的一般性质的温 度分布在断续切削工具。切割工具是模仿作为一个无限长矩形的角落,× >=0,γ>=0,和 2>=0,加 热的热通量,如图 4 所示。根据史蒂芬森等人。 ,如果热性质的工具是独立的温度和热辐射的忽视, 控制方程和边界条件对这一问题的地方是温度, 钾是热传导, 简历是热扩散和/年, 车的尺寸是热源, 并且对于这问是边界条件。 所有其他表面可以被视为绝缘,和初始温度的整个身体在无限可以假定为零。
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这个问题的解决是利用格林函数。绿色的功能团的温度在一个无限角由于瞬时点源在表面点的时 间,一个相互垂直的瞬时平面来源无限半空间。[ 3 ]结果是是一个参数的长度单位。该解决方案的 温度处( x, y, z, t)在拐角是[ 3 ]史蒂芬森等人。计算出的平均温度的热源为几个简单的热源分布在 断续切削切不断深入,取得了许多有价值的结果。在端铣,新的表面生成的每个牙齿削减了一个弧 形段。因此,在未变形切屑厚度不是常数而是随工具旋转,而刀-屑接触长度的前刀面随时间变化。 因此,热源尺寸的 X 轴方向是功能切削时间。在这项研究中,这种影响是考虑到。在铣削,开始时 的切割,切割深度为 0;它随进展的切割。与此相反,顺铣时,切削深度是最大的在开始切割,并 成为在结束。图 5 是一个示意图说明变化的热源区和下铣刀铣削。 在铣削,瞬时未变形切屑厚度的旋转角度庐他在图 5 中给出的是约哪里是每齿进给量,并函是圆周 角从开始切割点的切入点。因此,变化中的刀屑接触长度 Lx(T)(一与切削进行大约是由哪里是圆 周角从切割起始点到结束点的切割,是过去的时间在一个切割,是切削时间,和是比刀-屑接触长度 同样,在铣削,变化的刀-屑接触长度切割进展是由图 6 显示了变化中的刀-屑接触长 Lx(T)由均 衡器。 (7)和(8)在铣床和铣削, 分别为。在控制方程和边界条件,不断热特性被假定为获得解决方案。仁等。[ 5]进行数值分析研究 的瞬态切削刀具温度随温度变化的热性能。他们表明,高速工具钢,非线性的影响由于温度变化的 热性能对刀具的温度是很强的,但对碳化钨,效果不显着由于更敏感的热性能的典型切削条件下的 温度。因此,假设不断热性能可能产生令人满意的结果的情况下,碳化钨工具。 3.2 个计算实例。图 7 显示了计算温度历史的向上和向下铣。温度在 x=0.6mm,y=,=1.3mm, z=0.1mm 处,这是一点的温度测量,并在运行时间=740ms 后开始。热传导和热扩散率的切削工具 组成的烧结碳化硅型分别史 67W/mK 和 2.2× l05m2/s,该比率的刀屑接触长度和切削厚度为 4。主轴 转速 1300r/min,切削速度为 214m/min,切割长度是 35.9mm,切割时间 10.1ms,而非切削时间为 36.1ms,热流密度每单位面积上的刀面,这是确定的测量切削力,是 2.6× × 109/L W/m2,是均匀分 布的刀屑接触区。 分配比铣削热通量流入沿切屑-刀具的前刀面上的接触区域是确定实验等同于计算 峰值温度测量峰值温度在某一深度=0.1mm。这个比率分别是作为 12.2%和 12.1%在向上和向下铣。 在铣削,温度开始增加几毫秒后开始,如图所示。它随切割进展,达到最大值后的切割。在非 切削时间,温度逐渐下降;下切割开始前达到室温。 在铣削,温度升高后立即开始,并增加的速度高于铣削。温度达到最大值在切割并开始下降之 前,切割结束。由于温度开始下降,在切割,热影响冷却对切削工具可以估计是较小比铣削铣削。

4 实验结果
4.1 校准的高温计。在高温计校准瞄准一个目标,辐射,加热并保持在恒定的温度。我们的目 标是由相同的材料作为切削工具的实验。目标温度监测热电偶嵌入在它。图 8 显示了校准结果的。 图 8(一)表明之间的关系,输出电压的砷化铟/lnsb 高温计和目标温度,和图 8(二)显示的输出 之间的关系比与目标温度的高温计。使用曲线图 8(二) ,输出比被转换成温度。 温度显示当距离 z 之间的前刀面和孔的底部 0.1mm。在铣削,瞬时未变形切屑厚度的增加, 切削的进展,和切削力增加在切割。刀具的温度也随切割进展,因为接触长度之间的前刀面和芯片 和热通量的切割工具增加。温度达到最大值,在结束切割,然后逐渐减少。温度的变化以及相应的 计算结果。例如 3.2。 在铣削时,然而由于瞬时未变形切屑厚度最大开始时的切割,切割力也最大。不同于铣削,刀 具温度增加立即开始切割。 温度达到最大值在切割和开始降低时切割时间。温度的变化也铣削以及相应的计算结果。例如 3.2。 4.4 温度变化在不同深度的工具插入。图 12 和图 13 显示计算和测量的温度变化在不同深度的 工具插入在铣床和铣削,分别。之间的距离前刀面和孔的底部不同从 0.1mm 到 0.5mm 间隔 0.1mm。 图中显示,日益深入的前刀面,刀具温度下降,滞后时间发生在温度历史。在铣削,测量峰值温度
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为 480℃深度为 0.1mm 和 200℃.测量温度在深度 0.5mm。切割工具是受到周期性的温度变化在前刀 面在每个芯片的形成周期。 测量温度往往低于计算温度随深度的刀面变大。 这部分是因为分析模型假设一个 1 / 8 无限体和 不考虑一个小洞的工具插入。然而,这个趋势的温度变化的切割和非切削周期向上和向下铣同意与 计算结果。 4.5 温度梯度方向朝内插入的工具。图 14 和图 15 显示温度变化梯度向内侧方向的工具插入 向上和向下铣,分别。梯度是通过阅读获得的波形的温度。在每一个数字, (一)显示变化在切割 期间,和(二)显示的变化在非切削时间。此外,这是经过时间后开始的时期,“德”是经过时间后 开始的非切削时间。实线表明计算梯度。在铣削,在开始切割, Th=0ms 度梯度在深度方向近平。为切割进展,温度梯度发展的工具插入;梯度大大增加了下半年的 扦插时期,Th =6 - 10ms 在结束切割,Th=10ms,温度梯度是最大的。在铣削,温度梯度的深度方向 迅速增加在开始切割,与此相反的铣削。然而,在下半年的扦插时期,Th=6 - 10ms,表面温度几乎 不变,并增加温度梯度变小。它可以估计,热冲击造成的周期性变化的温度梯度在冷却较小比铣削 铣削。

5 结论
在这项研究中,一个新的技术在辐射温度测量使用光学纤维是用于调查的温度变化在不同深度的工 具插入在切割和非切削周期在端铣。主要结论如下: (1)一个高温计用两根光纤和光纤耦合器,使测量的温度变化的工具插入在切割和非切削周期在 端铣。 (2)温度分析使用绿色的函数用于铣削过程和解释以及温度变化下的前刀面上铣铣削。 (3)在铣削,温度逐渐增加在切削期间达到最大值后的切割。在非切削时间,温度逐渐降低。在 铣削,温度升高后立即开始的切割,达到最高,然后开始下降,在切割期间。率的温度上升到高于 上铣铣削。这些结果表明,热冲击的切割工具在加热下比在较大铣削铣削,而在冷却较大比铣铣削。 工具书类 [ 1]查克拉薇蒂,克,潘迪,邮编,和梅塔,N .K,1984,“分析工具 温度波动断续切削,“记录。工程,6(2) ,页 99— 105。 [ 2]palmai,卓,1987,“在断续切削的切削温度,“int.马赫数。 工具制造,27(2) ,pp .261-274。 [ 3]史蒂芬森,D . A .,和阿里,A .,1992,“工具中断金属温度 切割,“美国机械工程师学会 J 工程工业,114,页 127-136。 [ 4]拉杜里斯古,河,和卡普尔,S . G .,1994,“一个分析预测模型 刀具温度域在连续和 inrerrupted 切割,” 美国机械工程师学会 J 工程工业,116,页 135-143。 [ 5]仁,T .C,伊彭,美国,和古铁雷斯,G .,2003,“非线性数值分析 瞬态切削刀具温度,“J .制造科学学会。工程学院,125,页 肉。 [ 6]王,k,吴,S . M .,和岩田,K .,1968,“温度反应 实验误差的多齿铣刀,机械工业“J .工程,90, 353-359 页。 [ 7]mcferon,D . E .,和赵,简介,1958,“瞬态界面温度 平原周边铣削,“反。美国机械工程师学会,80,页 321-329。 [ 8]施密特,A . 0。”,1953,工件表面温度在铣削,”
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