基于圆环复合结构的切削力测量装置设计及仿真开题报告

 2021-08-14 03:01:09

1. 研究目的与意义（文献综述）

切削力，是指在切削过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲，在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。:研究切削力，对进一步弄清切削机理，对计算功率消耗，对刀具、机床、夹具的设计，对制定合理的切削用量，优化刀具几何参数等，都具有非常重要的意义。再切削过程中，切削力直接影响切削热、刀具磨损与耐用度、加工精度和已加工表面质量。在生产中，切削力又是计算切削功率，设计机床、刀具、夹具、以及监控切削过程和刀具工作状态的重要依据。研究切削力的规律，对于分析切削工程和指导现实生产都有重要意义。且切削过程本身的复杂性以及实际切削的不确定性，使用通用的切削理论难以得到精确的切削力。所以用切削力作为直接测量对象来研究切削过程，不仅有助于研究完善基础切削理论，并且以此建立的切削力动态数据系统可以再现切削过程，反映刀具状况、机床故障等切削状态以便及时的控制切削参数，优化切削过程。

同时现代工业中切削加工向着高速、高精度、全自动化方向发展，对切削过程的监控技术也提出了越来越高的要求，而各种自动化机械加工设备与制造系统绝大多数并不具备加工过程的监控功能，且加工的精度越来越高，在进行测量时任何一点干扰会对测量结果产生很大的影响，导致测量精度不够甚至产生很大的误差。由于加工过程的复杂性，很难直接测量，需要使用传感器将力转化为其他的物理量来方便测量。受刀具工作条件限制，不可能在刀具上面布置传感器，因此需要弹性元件将刀具受到的力转化到弹性体上，再在弹性体上布置传感器方便测量切削力。

本课题是设计一种圆环的弹性体，并且利用该结构进行切削力测量，然后在ansys进行有限元分析，验证测力系统的准确度和可靠度。

2、国内、外的研究现状

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本课题的任务是进行圆环的设计。设计内容包括：圆环的各个尺寸，圆环受力时环的应变规律，圆环的排列方式。圆环设计完成后，利用ansys软件进行有限元分析，从而验证计算结果的准确性。做出圆环实体进行实验，利用设计的圆环将切削力转化到圆环上，再用相应的传感器测量切削力，测量的结果与计算的数据进行分析比较。

设计方案：

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3. 研究计划与安排

1-3周：完成开题报告和英文翻译

4-6周：圆环尺寸和受力计算

7-9周：圆环布置方案及做图

10-16周：实验仿真及数据分析

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4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1] 陶小亮.基于光纤bragg光栅传感的车削力测量系统研究.武汉理工大学硕士学位论文2011.5.

[2] 王颜.基于光纤光栅的铣削力测量方法基础研究. 武汉理工大学硕士学位论文2012.5.

[3]李琦. 合金薄膜传感器测量切削力技术的研究[d].中北大学,2014.

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