树脂砂铸型材料铣削加工实验研究与数值模拟

摘要

树脂砂材料已在铸造行业得到广泛应用，无模铸型加工技术也在铸造领域得到推广。但是，对于树脂砂铸型材料的切削研究还比较少。本文为了研究树脂砂铸型材料的切削等问题，结合高速切削理论和有限元分析方法，从理论分析和实验验证两方面对树脂砂铸型材料的铣削过程中工艺参数对刀具和切削过程的影响规律进行了研究和分析，并进行了铣削过程的数值模拟。
　　首先，本文基于无模铸型制造技术的研究，分析了树脂砂铸型铣削加工工艺流程，采用UG进行三维造型，利用UG分型技术对铸型进行分型，生成数控加工代码;简化树脂砂铸型铣削模型，初步探讨其切削机理。
　　其次，本文建立了树脂砂铸型铣削实验平台，对不同加工参数下的铣削过程进行正交实验，利用超景深显微镜采集刀具磨损信息，测量了刀具磨损值，对实验结果利用MATLAB软件进行了分析，分析了不同切削因素以及不同刀具材料对刀具磨损的影响。
　　第三，本文研究了树脂砂铸型材料铣削刀具磨损机理。采用扫描电镜和能谱分析对刀具的磨损形态进行了显微分析，观察了刀具磨损的宏观形貌与微观形貌。借鉴非金属材料切削以及磨削的相关知识，初步探讨了铣削树脂砂铸型材料时的刀具磨损机理，建立了铣削模型，并着重研究了磨粒磨损过程。
　　最后，本文系统地研究了树脂砂铸型铣削过程有限元分析模拟方法，以非金属材料的切削理论为基础，利用ABAQUS有限元分析软件建立了不同加工参数下的树脂砂铸型铣削过程有限元模型，为研究树脂砂铸型材料的铣削加工提供了参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 树脂砂材料应用现状

1．3 树脂砂铸型铣削加工技术研究现状

1．4 树脂砂铸型铣削技术有待解决的关键问题

1．5 课题来源与主要研究内容

2 树脂砂铸型铣削加工工艺研究

2．1 树脂砂铸型铣削加工技术概述

2．2 树脂砂铸型铣削加工工艺原理与关键技术

2．3 树脂砂铸型铣削过程切削加工机理

2．4 本章小结

3 树脂砂铸型铣削加工刀具磨损的实验研究

3．1 实验条件

3．2 刀具磨损正交实验方案

3．3 正交实验结果分析

3．4 本章小结

4 树脂砂铸型铣削刀具磨损形态与机理研究

4．1 刀具的磨损形态分析

4．2 刀具磨损机理研究

4．3 基于单颗砂粒的树脂砂铸型材料对刀具的磨损机理分析

4．4 本章小结

5 基于ABAQUS的树脂砂铸型铣削有限元模拟研究

5．1 有限元软件的选用

5．2 基于ABAQUS的树脂砂铸型铣削二维模拟

5．3 二维正交切削模拟结果分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论与创新点

6．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况等