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整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构分析

作　者: 姚建平
导　师: 邓远超
学　校: 西华大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 整体硬质合金螺旋槽丝锥结构分析静力分析模态分析
分类号: TG722
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

丝锥是加工内螺纹的一种螺纹刀具。多年来,丝锥材料一直以高速钢为主,随着新型材料的不断出现和加工工艺的不断改进,为了提高螺纹攻丝加工效率和保证加工质量,近年来,高性能的硬质合金材料逐渐被国内外企业应用在丝锥当中。另一方面,对于一些新型的高硬度难加工材料,螺孔直接用整体硬质合金丝锥加工。在整体硬质合金丝锥三维建模的基础上,通过对整体硬质合金丝锥结构进行分析,可以分析整体硬质合金丝锥的强度、刚度、应力应变以及振动特性。得到合理的整体硬质合金丝锥结构。本文是基于丝锥结构特点及攻丝成形原理,使用Solidworks和Ansys workbench对整体硬质合金螺旋槽丝锥进行结构分析。并利用与拉削具有很大相似的特点,建立了丝锥攻丝的力(矩)模型,然后求出主切削力大小,作为有限元静力分析中的载荷,将整体硬质合金螺旋槽丝锥三维图导入Ansys workbench有限元分析软件中,通过对整体硬质合金螺旋槽丝锥结构进行有限元分析,得到以下结论:(1)对其进行静力分析,得到了合适整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构。(2)对其进行模态分析,计算出整体硬质合金螺旋槽丝锥的固有频率和振型,第一、第二阶固有频率相近,第三、第四阶固有频率相近,但比一、二阶大的多,第五、第六阶固有频率相近,但比三、四阶大的多。了解各个阶次的固有频率,有利于从根本上避免共振的产生,为以后的谱分析、谐响应分析、瞬态动力学分析奠定了基础。通过对整体硬质合金螺旋槽丝锥的有限元分析,为整体硬质合金丝锥的应力应变分析提供了一种简便方法,可以了解到整体硬质合金螺旋槽丝锥在切削过程中的各种状况。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 整体硬质合金螺旋槽丝锥简介  8-16
    1.1.1 国内外硬质合金技术的发展  8-11
    1.1.2 整体硬质合金刀具简介  11-13
    1.1.3 整体硬质合金螺旋槽丝锥产生的背景  13-14
    1.1.4 整体硬质合金螺旋槽丝锥的特点及应用  14-16
  1.2 课题的来源  16
  1.3 本课题研究的意义和目的  16
  1.4 本课题的主要内容  16-17
  1.5 小结  17-18
2 整体硬质合金螺旋槽丝锥的参数及建模  18-25
  2.1 整体硬质合金螺旋槽丝锥的参数选用  18-23
    2.1.1 整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构参数  18-20
    2.1.2 整体硬质合金螺旋槽丝锥的几何参数  20-23
  2.2 整体硬质合金螺旋槽丝锥的三维建模  23-24
    2.2.1 Solidworks 简介  23
    2.2.2 整体硬质合金螺旋槽丝锥的实体建模  23-24
  2.3 小结  24-25
3 整体硬质合金螺旋槽丝锥的力矩模型  25-40
  3.1 金属切削力学模型  25-29
    3.1.1 正交切削模型  25-27
    3.1.2 斜角切削模型  27-29
  3.2 攻丝切削过程  29-33
  3.3 攻丝力矩模型的推导  33-38
    3.3.1 丝锥的受力分析  33-34
    3.3.2 力矩模型的建立  34-35
    3.3.3 攻丝扭矩的计算  35-37
    3.3.4 总切削面积的求解  37-38
  3.4 小结  38-40
4 整体硬质合金螺旋槽丝锥有限元分析  40-60
  4.1 有限元发展概况  40-41
  4.2 有限元网格概论  41-42
  4.3 ANSYS Workbench 仿真分析环境  42-43
  4.4 有限元在刀具中的应用  43-44
  4.5 整体硬质合金螺旋槽丝锥结构静力学分析  44-53
    4.5.1 AWE 静力学分析基本过程  44-46
    4.5.2 整体硬质合金螺旋槽丝锥的静力分析  46-53
  4.6 整体硬质合金螺旋槽丝锥的模态分析  53-58
    4.6.1 模态分析在工程中应用  53-55
    4.6.2 模态分析基本理论  55-56
    4.6.3 模态分析过程  56
    4.6.4 整体硬质合金螺旋槽丝锥的模态分析  56-58
  4.7 小结  58-60
结论与展望  60-62
  结论  60
  展望  60-62
参考文献  62-64
攻读硕士学位期间学术论文及科研情况  64-65
致谢  65-66

整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构分析

内容摘要

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