高速断续加工过程工件及刀具瞬态切削温度的研究开题报告.docx

高速断续加工过程工件及刀具瞬态切削温度的研究开题报告
一、选题背景
随着工业化进程的加快，精密加工技术的需求日益增长，而高速断续加工技术因其高效、高精度、高表面质量等优点，已成为现代精密加工技术的主流之一。在高速断续加工中，刀具和工件会因为高速运动和剧烈碰撞而产生高温，这会导致刀具磨损加剧、工件表面粗糙度增加等问题，因此对高速断续加工过程中工件和刀具的瞬态切削温度进行研究具有重要意义。本文拟从工件和刀具两个方面入手，探究高速断续加工过程中的切削温度变化规律。
二、选题意义
1.提高高速断续加工的加工效率和加工质量。
2.降低刀具磨损程度和工件表面粗糙度，减小加工后的后续处理成本。
3.为高速断续加工技术的发展提供理论依据和实验数据。
三、主要研究内容
1.对高速断续加工过程中工件和刀具的瞬态切削温度进行仿真模拟研究。
2.建立高速断续加工实验平台，采用热电偶等实验手段，进行切削温度实测。
3.对高速断续加工的各种不同参数进行分析，探究对瞬态切削温度的影响。
四、研究方法
1.采用ANSYS等有限元软件对高速断续加工过程中工件和刀具的瞬态切削温度进行仿真模拟分析，得出温度场分布、温度梯度和切削热流密度等数据。
2.建立高速断续加工实验平台，分别采用热电偶和红外测温仪等实验手段，对切削温度进行实时监测。
3.对高速断续加工的不同参数进行实验测试，如切削速度、进给速度、切削深度、冷却液类型，探究不同参数对切削温度的影响。
五、预期研究成果
1.深入探究高速断续加工过程中的切削温度变化规律，提出降低瞬态切削温度的有效途径。
2.建立高速断续加工的仿真模型和实验平台，为高速断续加工技术的发展提供理论基础和技术支撑。
3.文献综述、实验数据和分析结果的整理和总结，形成一篇系统完整的论文。
六、研究难点
1.高速断续加工过程中的切削温度十分复杂，需要建立大规模数值模拟，较为困难。
2.对高温高速的瞬态切削温度进行实时监测和实验测试，对测试手段和环境条件的要求较高。
3.高速断续加工参数较多，对参数影响的因素进行细致的探究需要一定的经验和技巧。
七、研究进度安排
1.第一阶段：文献调研，建立高速断续加工仿真模型，计划用时1个月。
2.第二阶段：建立高速断续加工实验平台，进行切削温度实测，计划用时2个月。
3.第三阶段：对高速断续加工的各种不同参数进行分析，计划用时2个月。
4.第四阶段：论文撰写和成果总结，计划用时1个月。
八、参考文献
1.邓秀成，高速数控加工刀具寿命和表面质量研究[D].上海：上海交通大学，2019.
2.吴政璋，高速数控铣削切削温度的数值模拟和实验研究[D].北京：北京林业大学，2017.
3.KimB.J.,GervaisT.,GakwayaA.,etal.PredictionsandObservationsofHigh-SpeedMachiningTemperatureFields[J].JournalofManufacturingScienceandEngineering,2003,125(4):738-743.
4.黄强，蔡勇.非均匀冷却对高速铣削切削温度的影响仿真与实验[J].机械工程学报，2009,45(3):225-230.