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基于分形理论的玻璃切削加工研究

专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 玻璃 切削力 表面粗糙度 刀具磨损 玻璃加工 切削加工
分类号: TQ171
形 态: 共 63 页 约 41,265 个字 约 1.974 M内容
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内容摘要


目前玻璃零件的加工方法一般为:

粗磨、精磨、研磨及抛光,这种加工方法精度高、效率低、生产周期长,成本高,加工过程不易实现计算机自动控制。

而切削加工方法具有效率高、成本低等特点,若在满足一定精度的基础上,对玻璃进行切削加工,不仅能极大提高生产效率,而且对其它脆性材料的加工方法提供了新的思路和途径,丰富了脆性材料加工的理论研究,同时也扩大了切削加工方法的应用范围,因此研究玻璃切削加工具有重要的理论和现实意义。

分形理论是近年来才兴起的一门学科,它是非线性科学研究中十分活跃的一个分支,为解决复杂的非线性问题提供了一种行之有效的方法。

玻璃等脆性材料的切削加工是一个不连续、复杂、非线性的变化过程,在玻璃切削实验中发现切削力的变化呈非稳定状态。

本文基于分形理论及实验研究了切削用量和刀具前、后角对玻璃切削加工过程的影响,即切削力平均值及切削力动态分量分形维数和表面粗糙度Ra随不同切削速度、进给量和切削深度的变化规律,以及不同刀具前角和后角对切削力平均值及其动态分量分形维数和表面粗糙度Ra的影响。

基于前人提出的玻璃切削过程模型,本文通过改变切削深度或进给量,将玻璃切削过程模型分为三个独立的阶段:

小块破碎切除阶段、大小块破碎去除阶段和大块破碎切除阶段。

并分析不同阶段的切削力动态分量的分形维数和工件表面粗糙度Ra的大小,据此提出了用切削力动态分量分形维数和表面粗糙度Ra值来界定玻璃切削过程各个阶段的方法。

最后通过切削玻璃和45钢的实验对比,研究了刀具的不同磨损形式及其机理,发现切削玻璃时,刀具从初期磨损到正常磨损直至磨损失效的过程中,其切削力的功率谱图的峰值变化较明显,而且切削力动态分量分形维数也有一定的变化规律;但切削45钢时,在刀具磨损的过程中,其切削力的功率谱的幅值和其分形维数的变化不是很明显..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1课题的来源及意义
1.2国内外研究概述及发展趋势
1.3分形理论及其应用
1.3.1分形的定义
1.3.2分形的特性和分形维数
1.3.3分形维数的计算方法
1.4本课题的主要研究内容
第二章 基于切削力信号分形特征的玻璃切削加工研究
2.1玻璃的组成、结构及性质
2.1.1玻璃的组成
2.1.2玻璃的结构
2.1.3玻璃的性质
2.2实验装置及实验方法
2.2.1实验装置
2.2.2切削力及其信号采集原理
2.3切削用量对切削力平均值及其动态分量分形维数影响
2.3.1切削速度与切削力平均值及其动态分量分形维数关系
2.3.2进给量与切削力平均值及其动态分量分形维数的关系
2.3.3切削深度与切削力平均值及其动态分量分形维数关系
2.4玻璃切削表面粗糙度Ra与切削用量之间的关系
2.4.1实验装置和实验方法
2.4.2实验数据处理与分析
2.5刀具几何参数对玻璃切削力平均值及其动态分量分形维数的影响
2.5.1刀具前角不同时的影响
2.5.2 刀具后角不同时的影响
2.6本章小结
第三章 基于切削力及其分形特征的玻璃切削模型研究
3.1玻璃切削模型的提出
3.2玻璃切削模型实验
3.3进给量变化时对玻璃切削过程的影响
3.4切削深度变化时对玻璃切削过程的影响
3.5本章小结
第四章 玻璃切削刀具磨损时切削力信号的分形特征
4.1切削玻璃和45钢时刀具不同磨损状况的对比分析
4.2玻璃切削刀具磨损实验与分析
4.3玻璃切削过程的刀具破损机理分析
4.4本章小结
结论与展望
参考文献

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中图分类: > TQ171 > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业

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