拉刀的优化设计论文-毕业论文

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1、图书分类号:密级:毕业设计（论文）题目：拉刀的优化设计学生姓名班级学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印

2、件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日拉刀的优化设计在工业生产时，拉刀在所冇刀具中是最昂贵的；首先不像其他的机械加工操作,如车削、铳削的刀具可用于生产多种形状，拉刀独特的设计取决于所需的工件,因此所需拉刀的形状很容易在不同切削条件屮改变。这种形状可能是一个简单的键椚或涡轮盘复杂的枫树型。所以最具有适应性的拉刀设计具有在拉削操作中的最高优先级。这些昂贵的工具，每一个功能都必须准确地设计，

3、以提高生产率,提升零件品质，降低生产成本。任何加工操作模拟的基本要求吋使用切削力模型的几何模型和预测力模型來估计切削力。本文对拉刀提出了一个几何模型和拉削操作中的预测力模烈。基丁•切屑系统中切削力消耗能量的预测，拉削齿被建模为一个悬臂梁。通过考虑这些物理因素和儿何约束，设计程序己制定了优化刀具儿何形状的程序，以实现最大的金属切除率（MRR）。1引言如今，汽车和航空航天产业迅速崛起，所以必须拥冇复朵部分的现代发动机才能来来推动这些技术先进的机器。由于现阶段加工技术的进步，加工工艺被广泛采用在各种制造行业当屮，以产牛不同设备所需要的部分。然而，部件的价格不应该继续随着这些行业发展迅速壊加。

4、其中的总成本，制造和加工成本影响价格最深。不管机械设备的应用，机械设备通常冇很多种不同的形状，比如一些圆形和其他复杂的3D形状。圆形工件的通常是通过转动操作制造，而3D棱柱形部件通常由铳削操作制造牛产。在铳削和车削，零件的最终形状由刀具和工件的运动的结合产生的。因为这个原因，一个单一的切削工具可以生产出各种各样形状的产品。铳削和车削工具都是可以现成购买的成品，并且也都是是比较便宜的。然而，当岀现需耍内部切削，以及尤其是外轮廓为非圆形时，就会出现很大的困难。在这种情况下，就会经常应用到拉削操作。拉刀是一个切削工具，它有多个齿，通过推或拉工件体以牛产所期望的零件。拉削刀具轮廓必须在牛产的零

5、件屮匹配相应的形状。其结果是，在与车削和铳削刀具相比，拉刀是具冇特定目的的切削工具。因为拉刀必须为每个特定的FI的零件所设计从而再制造，所以说这些工具是不容易得到的。但是如杲拉刀设计有瑕疵，它必须被重新设计，这是时间和金钱的巨大浪费。拥有一个虚拟的设计环境，可以使工具设计人员能够在不同的条件下制定和测试他们的想法，以确保他们设计的口J靠性和性能，而不用关心外界的干扰。为实现这一目标，第一个步骤就是估计精确力模型中的切削力。Z前介绍了金屈切削过程屮切削力计算的一个简单理论基础，捉出了切削过程建模的另一个经典方法是基于商业理论的机械加工法。在机械加工方法中，切削力与刀具和工件之间接触的几何

6、形状相关，有-•些切削系数也与此有关联［2・5刀具和工件之间接触的几何形状通常是出未变形切屑厚度与切口的长度沿着切削刃［6,7］中任意无穷小元件限定的。刀具和工件的材料特性影响，可以通过实验的系数考虑［3］。然而，商业模型被认为是理想，因为由于缺乏相应的压力，具有口应力特征的工件材料并不能准确地获得，特别是在金属切削应变率非常高的地方［8］。当可以对切削力进行准确的预测吋，商业方法就被Astakhov和xiao［8］批评了。力模型是±1Astakhov和xiao［8］提出的，切削力是基于切削系统中的功率平衡来计算的。所以说应变率越大，执行任务所需的功率就越大。其结呆是，通过考虑切割系统

7、中的功率（能量）平衡，然后以应变率反映出来。为了获得可靠和精确的切削过程仿真，一个力模型必须伴随着切削工具几何模型,只有这样才可以清楚地定义几何刀具的每一个方面。并且冇几个已发表的关于传统加工操作模型的文章在公开文献中被发表。在这一领域的研究人员中，铳削是其屮最受他们关注的。端铳刀工具的几何模型以及使用正交斜变换切削力的预测是由Budak等人提出的［3］。锯齿状圆柱齿锥形球头铳刀的数学模型以及切削力的建模，均由merdol和Altintas［9