基于逆向追踪方法的深孔制件温度分布及热变形研究

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1、分类号UDC密级学号1308020199硕士学位论文基于逆向追踪方法的深孔制件温度分布及热变形研究孙理论学科门类：工学学科名称：机械电子工程指导教师：孔令飞副教授申请日期：2016年3月独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注的地方外一，论文中不包含其他人的研究成果。与我同工作的同志对本文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢＾一切相关责任本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担Ｑ论文作雜名：及祕ｍ仏年＞月学位论文使用授权本人作为学位

2、论文作者了解并愿意遵守学校有关保留、使用学位论文的规定，即：在导师指导下创作完成的学位论文的知识产权归西安理工大学所有，本人今后在使用。或发表该论文涉及的研究内容时，会注明西安理工大学西安理工大学拥有学位论文的如下使用权，包括：学校可以保存学位论文；可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；可以查阅或借阅。本人授权西安理工大学对学位论文全部内容编入公开的数据库进行检索。本学位论文全部或部分内容的公布（包括刊登）授权西安理工大学研究生学院办理ａ，经过学校保密办公室确定密级的涉密学位论文，按照相关保密规定执行；需要进

3、行（附技术保密的学位论文，按照《西安理工大学学位论文技术保密申请表》内容进行保密《西安理工大学学位论文技术保密申请表》）ｐ保密的学位论文在解密后，适用本授权。＇＾ｔ日论文作者签名导师签名：Ｚ＼／年月ｆ｜ｘｆ摘要论文题目：基于逆向追踪方法的深孔制件温度分布及热变形研究学科专业：机械电子工程研究生：孙理论签名：指导教师：孔令飞副教授签名：摘要实际的BTA深孔钻削过程中，切削热源自于切屑的变形、刀具导向条与工件间的摩擦等。较高的切削温度会造成刀具磨损加剧和加工孔的不规则变形，致使加工孔精度降低，因而要求钻削温度必须得到有效的监测

4、与控制。然而，由于深孔切削机理的复杂性，如何高效、精准地预测切削区域和工件热通量的时空分布，探明深孔制件的热变形规律已成为深孔加工中的研究热点和关键问题。故此，本文研究实际深孔加工过程中深孔制件热通量分布及其对工件热变形的影响规律，为分析解决实际深孔加工中出现的众多热力学行为提供参考，具有重要的理论意义及工程应用价值。依据钻削区域的热通量特征，提出一种利用实验监测工件局部温度来逆向追踪切削区域热通量时空分布的方法。该方法在深入分析深孔切削热产生机理的基础上，对切削过程的热区域进行合理的划分。然后，采用顺序函数法来追踪切削热通量的平均热通量（即

5、时间分布），并将其引入到共轭梯度法的瞬时热通量（即空间分布）迭代求解过程，进而获得了切削区域热通量的时空分布，实现了对加工过程深孔制件温度场的重构。基于实际的深孔加工实验，验证了本文提出的顺序函数法与共轭梯度法相结合的逆向追踪方法的合理性与有效性。以此为基础，探明了深孔刀具外齿侧面和导向条部位热通量的时空变化规律。针对实际多孔制件的切削热变形问题，采用有限元计算方法，构建了深孔加工过程切削工件的三维热弹性耦合计算模型。结合相关实验数据和逆向热追踪方法，揭示了实际钻削过程工件温度场的三维分布特征及其对深孔制件变形的影响规律，为多孔制件的加工误差

6、分析提供了依据。关键字：深孔钻削加工；逆向追踪方法；热通量分布；工件热变形I西安理工大学硕士学位论文本论文的研究得到国家自然科学基金项目“深孔贫油变刚度/阻尼钻削系统的调控策略及排屑机制研究”（编号：51475367）的资助。IIAbstractTitle:TEMPERATUREDISTRIBUTIONANDTHERMALDEFORMATIONSTUDYOFDEEPHOLEPARTSBASEDONREVERSETRACINGMETHODMajor：MachineryandelectronicsengineeringName：LilunSunS

7、ignature:Supervisor：,AssociateProf.LingfeiKong,Signature:AbstractFordeepholedrillingwithBTA,thecuttingheatisderivedfrommanyaspects,suchaschipdeformationandthefrictionbetweencutterguidebarandtheworkpiece,andsoon.Asthehightemperaturewillexacerbatethetoolwearandcausestheirregu

8、lardeformationofthedrilledhole,thedrillingheatmustbemonitoredandcontrolledeffectiv