一、高速切削加工的特点及应用（论文文献综述）
薛超义[1]（2021）在《钛合金高速切削表面层微观组织和相变形成机理研究》文中进行了进一步梳理Ti-6Al-4V钛合金由于强度高、密度小、、耐腐蚀、高温以及低温性能好等诸多卓越性能,在航空医疗等行业得到普遍使用。但由于导热性差,变形系数和弹性模量小等固有的物理力学特性使其成为难加工材料。对钛合金Ti-6Al-4V分别进行了铣削和车削试验,研究了切削参数对钛合金切削力、加工表面层硬度和残余应力的影响规律。由实验结果可知,在高速加工时,切削力会随着切削速度的增加而减小。钛合金加工表面显微硬度值高于基体,切削表面层发生加工硬化,硬化层深度在120 μm以内,但在20μm处显微硬度值最高,加工表面发生热软化。且由于切削速度和进给量的提高,导致加工表面显微硬度值逐渐降低。在切削作用下加工表面残余应力呈现压缩状态,而且当切削速度的提高时,残余压应力的数值逐渐增大。对钛合金高速切削加工表面层微观组织进行了测试与表征,研究了切削参数对加工表面层塑性变形、晶粒尺寸、晶界、取向差和物相分布的影响规律。通过SEM（scanning electron microscope）和 EBSD（Electron Backscattered Diffraction）实验,研究了钛合金切削层微观组织演化。结果表明,Ti-6Al-4V切削表面层晶粒在刀具作用下被严重扭曲拉伸并产生细化。当切削速度或进给量提高时,切削层微观组织塑性应变加剧,应变层厚度也随之增大。而且在切削热的作用下,加工表层的晶粒发生回复再结晶,使得亚表层的晶粒尺寸相对于表层更加破碎。切削速度和进给量的增加都会促使晶粒进一步细化,但切削速度对晶粒的细化作用要高于进给量。切削参数对晶粒的取向差产生影响,当切削速度增加时,小角度晶界取向差频率增加,大角度晶界取向差频率减小。当进给量增加时,取向差频率无明显变化。在切削作用下,和α相变形量相比,β相的变形更加剧烈,由于位错在晶界处的堆积以及晶粒取向差异致使晶界处塑性变形严重失配,塑性变形主要集中在晶界处。对切削表面层材料进行了 XRD衍射图谱和物相比例分析,揭示了钛合金切削相变形成机理。通过XRD（diffraction of x-rays）实验,研究了切削参数对钛合金加工表面层物相的影响规律。结果表明,在热-力耦合的作用下,钛合金加工表面发生了相变,物相比例发生变化,与基体相比,加工表面的α相比例减小,而β相比例增加。并且XRD图谱中的衍射峰发生偏移。
辛黎明[2]（2021）在《高速干切滚齿刀具磨损及刀具寿命研究》文中提出随着现代工业的进一步发展,人们对于环境的保护意识也不断地增强,“绿色、高效”已经成为现代工业发展的主题。为了满足加工过程清洁化,发展高效节能绿色装备和先进适用清洁的切削加工技术,高速干切技术成为当前金属加工领域的主要研究方向。齿轮作为最常见的基础传动件之一,高端齿轮制造已经成为我国传统制造业、高端装备制造、汽车变速箱制造等行业发展最为关键的基础环节。齿轮切削加工中滚齿加工的应用最为广泛,高速干切滚齿的提出满足了“绿色、高效”的发展需求,成为当前滚齿切削加工研究的重要发展方向。但在更高的切削速度以及缺少冷却液的工况下,对高速干切滚刀的切削性能提出了更高地要求。因此,要真正的实现高速干切滚齿,需要对滚齿过程中刀具的磨损特性进行全面细致的研究,分析滚刀的载荷特性、切屑变形规律对刀具磨损过程的影响,进一步提高刀具寿命和加工效率。针对上述问题,本文以高速干切滚齿刀具磨损特性及刀具寿命为主要研究方向。首先,基于滚齿切削原理,对滚齿切削运动过程进行分析,并以此建立滚刀与被加工齿轮之间的相对运动关系数学模型;利用UG软件建立准确的滚齿切削运动参数化几何模型,分析切削面积的变化规律,并为后续的有限元仿真研究提供模型基础。其次,对高速干切滚齿过程有限元仿真模型进行优化,基于上述所得的不同切削位置准确的参数化几何模型,通过Deform-3D有限元分析软件求解获得不同切削位置的刀齿所受切削力及切屑变形情况,并进行对比分析,探讨切削过程中刀齿所受载荷及切屑对刀齿的摩擦行为。再次,对高速干切滚刀的材料特性和结构特点等进行分析,结合实际生产中高速干切滚齿加工工艺,对高速干切滚刀不同位置的磨损形式进行研究分析,同时对不同磨损状态下的磨损机理进行深入的探讨和分析。最后,针对影响滚刀寿命的因素进行探讨分析,提出刀具寿命计算方法,并基于泰勒公式建立其寿命预测模型;利用多目标遗传算法建立切削参数优化模型,对高速干切滚齿参数进行优化,为高速干切滚齿工艺的切削参数选取提供一定的理论指导。
胡伟楠[3]（2020）在《钛合金TC4高速切削加工性试验研究》文中研究说明钛合金与淬火钢、高强度和超高强度钢、不锈钢、高温合金及复合材料都属于难加工材料。钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点,因此在航空、航天、发电设备、核能、船舶、化工、医疗器械等领域中得到了越来越广泛的应用。以钛合金TC4作为钛合金高速切削加工性的研究对象,从刀-屑接触长短、导热性差、化学亲和力大、弹性模量小、钛屑易燃、冷硬现象严重等难切削原因,在刀具材料、刀具几何参数、切削用量、冷却润滑、工件装夹等切削加工措施的选择进行学习和研究具有实际工程意义。本课题以钛合金TC4力学性能试样的普通车床车削加工工艺改进为出发点,通过设计数控加工工艺和刀具的选择做出数控车削加工方案,利用UG NX10.0软件建模和软件中的CAM加工模块进行刀具轨迹的3D仿真设计,对刀轨进行后置处理生成数控机床可识别的数控程序,在数控机床上进行试切加工验证,意在提升生产效率和产品加工质量,降低生产成本和人工劳动强度;通过单因素的切削试验,研究钛合金TC4的切削加工性,对工艺过程中加工量较大的粗车阶段主要使用的RPMW1003M0-NT圆刀片PVD涂层硬质合金刀具和2NU-VBGW160408 35°尖刀CBN立方氮化硼刀具切削加工钛合金TC4时的切削参数进行试验研究,通过对不同切削参数切削产生的切屑形貌及工件表面加工质量进行观测、对比和分析了两种刀具的钛合金TC4的切削加工性能,为车削加工钛合金TC4及数控加工工艺的改进提供切削参数的技术参考和经验支持。
邵亚军[4]（2020）在《3Cr2W8V模具钢高速铣削建模优化与热塑失稳研究》文中研究表明高速切削加工已成为解决难加工材料最有效的方法之一,优化切削用量使得工艺系统达到最佳的状态,获得高的加工精度和生产效率显得十分重要。本文以社会经济发展广泛使用的3Cr2W8V模具钢为加工对象,通过国内外高速切削技术的发展与现状分析、切削变形与切削力建模及实验研究,旨在优化一类模具钢的加工过程。其主要研究内容和结果如下:首先,以高速切削加工理论为基础,基于正交试验法设计了测量铣削力的实验方案,研究了高速铣削3Cr2W8V模具钢过程中铣削用量对铣削力的影响,发现随着铣削速度和前角增大,铣削力减小;随着轴向切削量增大,铣削力呈先减小后增大的变化趋势。通过极差分析发现轴向切削用量对铣削力的影响高度显着,铣削速度、径向切削量对铣削力的影响较小。因此,采用较小的轴向切削量和每齿进给量,较大的铣削速度和径向切削量可有效地提高3Cr2W8V模具钢的铣削加工特性。其次,利用多元线性回归分析法将正交试验数据拟合成铣削力预测模型。利用方差分析法对铣削力预测模型的回归方程及系数进行了显着性检验,结果显示:所建立的铣削力预测模型的回归方程均高度显着。在四个回归系数之中,轴向切削量对铣削力Fx、Fy和Fz的影响高度显着,进给量和铣削速度影响次之,径向切削量影响最小。最后,基于热塑失稳理论,采用Johnson-Cook粘塑性本构方程建立了有限元模型,利用有限元非线性软件模拟仿真了高速干切削时连续状、锯齿状切屑的成形过程,分析研究了不同切削参数对切削力、切削温度、切屑形态的影响,发现随着切削速度和轴向切削量增大,切屑表面的温度升高,切屑锯齿化程度越明显;随着刀具前角增大,切屑表面的温度降低,切屑锯齿化程度却减弱。另外,随着轴向切削量增大,切削力增大;而随着切削速度与刀具前角增大,切削力减小。通过理论计算发现切削速度与切削温度之间存在着非线性关系,且随着切削速度和轴向切削量增大,切削温度出现了先急剧增加而后趋于缓慢增加的趋势。
冯汉青[5]（2020）在《基于高速精密电主轴加工性能的研究》文中进行了进一步梳理随着现代高端装备制造技术的不断发展和进步,高速度、高效率、高精度的高速加工技术是高端制造领域发展的必然方向。高速加工的关键部件高速精密电主轴在高速切削加工时由于外界和自身各种因素激励影响下存在复杂的振动、温升,这些因素将直接影响被加工零件表面加工质量,直接决定高速精密电主轴的性能以及衡量高速机床性能的重要指标。本文基于最新研制的高速精密电主轴,通过正交实验得到影响高速精密电主轴加工关键性能主轴振动、主轴温升以及被加工零件表面粗糙度随着加工参数变化而得到的实验数据。通过数学统计分析法确定切削参数对高速电主轴性能的影响程度,并获得最优的切削参数。为研究高速精密电主轴的动态加工性能提供了重要的实验数据参考。具体作了如下工作:本文首先对高速精密电主轴振动特性进行了正交实验,测量了主轴转速、轴向切深、径向切深、每齿进给量四个关键加工参数下高速精密电主轴振动动态数据。利用极差统计的方法得到了这四个参数对主轴振动的影响曲线,分析实验数据总结出主轴振动和切削参数之间的变化规律,得出了当主轴转速、轴向切削深度、径向切削深度、每齿进给量取值最优化时,高速精密电主轴振动速度最小。高速精密主轴温升和主轴振动是相互影响,相互制约。对于高速精密电主轴温升特性,采用正交实验法进行了不同参数下多组铣削实验,测量了主轴转速、轴向切深、径向切深、每齿进给量等参数条件下温升数值,分析主轴温升和切削参数之间变化的一般规律,根据数学统计分析得出四个铣削参数变化对高速精密电主轴动态温升的影响。获得了电主轴动态温升最小时所对应的最优化的主轴转速、轴向切削深度、径向切削深度、每齿进给量数据。高速加工时的主轴振动、温升和被加工零件表面质量与加工参数密切相关。针对被加工零件的表面粗糙度采用常用的正交实验分析法,测量了四个加工关键参数动态变化条件下表面粗糙度数值,总结分析切削参数与被加工零件表面粗糙度之间的变化规律,得出了能够精确描述这四个参数的表面粗糙度的经验公式,并对切削加工各参数进行了优化,确定了主轴转速、轴向切削深度、径向切削深度、每齿进给量取得最优时,表面粗糙度获得最小值。本文所研究高速高精密电主轴的三个关键加工特性是在动态负载情况下进行的,所得数据、结论是在多次实际生产加工中测试、分析出来的,在高速加工电主轴研究领域内具有一定的先进性和实用价值。为高速机床高精密电主轴设计、高速电主轴性能研究、高速加工工艺参数选择提供必要的支持。因此、本文针对高速加工条件下精密电主轴的振动和温升、被加工零件的质量三大关键特性的研究对于高速精密电主轴的设计研发、实际生产、高速加工应用等显得更具有现实指导意义。
李颖[6]（2019）在《一种高速数控机床专用刀具座的分析与改进》文中进行了进一步梳理高速切削加工技术自21世纪以来,已经成为应用越来越广泛的一种先进制造技术,其中机床、刀具夹持系统和刀具切削部分共同组成了加工系统。刀具夹持系统,作为数控机床中机床主轴与切削刀具之间的纽带,在高速加工系统中经常起到关键性作用。本文针对某企业数控机床专用刀具座使用中根部大量出现裂纹,影响生产安全性和加工效率与成本的问题,急需通过理论分析找出原因,提出解决措施。本文的研究目的是分析刀具座出现疲劳断裂的原因,找出改进刀具座结构的最合理方法,从而延长刀具座的使用寿命。本文概述了高速切削的发展研究状况和常用理论体系,以及目前高速切削取得的关键性技术特点和应用于高速切削系统的专业连接工具的研究现状。继而指出了一种利用HSK刀具连接系统的刀具座在使用中出现疲劳损坏现象的初步原因。推导出了高速切削系统中实心圆轴的应力计算公式,估算了在高速切削作业中,刀具座内部产生的应力。分析了刀具座在长期反复使用中出现疲劳断裂的原因,并利用电子显微镜放大了疲劳断裂口来进行仔细观察,进而确定刀具座的应力集中主要发生在直角过渡区域（即刀具座几何形状突变的位置）。本文利用三维建模软件SolidWorks和ABAQUS大型通用有限元分析软件,进行仿真验证计算,得出合理的刀具座结构改进方法。先使用三坐标测量机对研究对象刀具座进行了精确测量,将测量获得的数据导入到三维制图软件SolidWorks建立出数学模型,然后将该模型导入到ABAQUS进行数值仿真计算,通过力学分析,观察刀具座的应力集中状况,利用有限元对优化结果进行验证,选择最佳的优化方案。最终验证结果表明,刀具座的结构形状满足了缓解应力集中和延长使用寿命的要求。研究结果也对数控机床刀具连接系统类似问题的分析解决具有一定的参考价值。
邓泽强[7]（2019）在《HSK刀具系统变形模拟分析》文中研究说明高速切削加工技术因为其加工精度高,加工速度快等特点,在机械加工领域已经得到了极其广泛的使用。高速切削刀具系统是高速切削机床加工极其重要的一个环节,对被加工件的精度和表面质量产生直接影响。但是随着机床加工参数的增大,机床加工时对刀具系统的变形量影响也会增大,严重时甚至破坏加工。所以,对高速切削中应用最为广泛的HSK刀具系统变形量的研究具有重要的学术价值和应用前景。通过使用ANSYS Workbench软件对HSK刀具系统的三维模型进行模拟仿真,模拟实际工作条件,改变四种不同的加工参数,加载约束载荷进行仿真分析。加载的切削力是正交实验数据,仿真结果进行对比时更有说服力,通过此模拟仿真方法得到的刀具变形量变化规律更加直观和准确。（1）通过数学建模和MATLAB软件模拟预测铣削稳定域,对比是否考虑模态耦合的稳定域预测图,证明了是否考虑耦合模态对稳定域的预测存在影响。（2）与传统BT刀具系统进行对比分析,结果表明HSK刀具系统的结构体现了其优势所在,不仅动态特性更加良好,而且极限转速也高于BT刀具系统。（3）针对HSK刀具系统的各个型号,以HSK50刀具系统为例进行模态分析,结果表明HSK刀柄的A型、C型和F型三种刀柄在刀柄上端的锥部位易被损坏,HSK50刀柄A型、B型、C型和D型四种型号的刀柄有质量重心偏移的情况,HSK50E型和F型相较于其他几个型号更加适合超高速加工系统。在加工时,机床的工作频率要远离HSK刀柄的固有频率,避免共振发生。（4）通过施加切削力、夹紧力和角速度,模拟HSK刀具系统在不同的主轴旋转速度、径向切深量、轴向切深量和每齿进给量四种加工参数情况下的刀具变形量。结果表明这四种加工参数中,轴向切深量对刀具变形量的影响十分明显,每齿进给量对刀具变形量也有一定的影响,而主轴旋转速度和径向切深量对刀具变形量的影响较弱。分析在四种加工参数增加时刀具变形量的变化规律,总结出有利于机床加工精度的加工参数范围,具有对实际生产加工的指导意义。
程正[8]（2019）在《Ti6Al4V切削过程热力耦合作用下刀具磨损研究》文中研究指明钛合金因其比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优异的综合性能,在航空航天、石油化工、生物医学等领域得到了广泛应用。然而,钛合金具有弹性模量小、导热系数低、高温化学活性高的特点,使其成为一种典型的难加工材料。目前,在钛合金的切削加工中常用的刀具材料主要有硬质合金、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等,其中硬质合金因其综合性价比最高而受到最广泛的使用。然而,在加工钛合金时硬质合金刀具容易发生严重的磨损现象,这不仅会对切削效率、工件的加工尺寸精度和表面质量造成影响,更直接关系到了生产成本。因此,研究硬质合金刀具加工钛合金时的刀具磨损问题对实际生产具有重要的理论价值和现实意义。本文针对一种重要的航空钛合金Ti6Al4V的切削过程进行了实验和仿真研究。对切削过程中的热力耦合问题进行了理论分析,建立了Ti6Al4V直角切削时刀具前刀面与后刀面的热力耦合计算模型;使用两种常见的涂层硬质合金刀具SP4019和NL300在高、中、低速下对Ti6Al4V进行切削,发现切削速度对刀具磨损的影响非常大,高速切削时刀具的磨损非常剧烈且容易在较短时间内失效;对两种涂层刀具进行了扫描电镜分析和能谱分析,得出实验中刀具的磨损机理为粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损,并且粘结-扩散磨损会同时发生并相互促进,而氧化磨损与粘结-扩散磨损为相互制约;从对后刀面的显微形貌观察及其所测量的磨损量大小可以看出,SP4019涂层刀具比NL300涂层刀具更适合Ti6Al4V的加工;利用切削专用有限元分析软件AdvantEdge对硬质合金刀具切削Ti6Al4V的过程进行了仿真研究,结果显示切削力、刀具峰值温度、刀具应力会随着刀具磨损量的增加而增大,切屑的锯齿化程度随着刀具磨损增大而变得严重,切屑的卷曲变得不明显。
卢连朋[9]（2018）在《基于霍普金森压杆装置高速切削机理研究》文中研究说明随着航空航天产品轻量化的要求,薄壁结构零件由于重量轻、强度高等特点,已被广泛应用于航空航天领域,在加工方式上多采用整体掏空加工工艺,高速切削具有加工效率高等特点,受到了航空航天等制造业的重视。钛合金是飞机制造业常用材料,钛合金在表现出优越的应用性能的同时还是典型的难加工材料。所以钛合金高速切削机理研究是推进高速切削技术进一步发展的动力。本文通过自行设计的高速切削平台进行高速切削实验,通过实验与有限元仿真技术结合来研究钛合金高速切削机理,研究高速切削锯齿形切屑形成机理,切削力随切削条件变化而变化的情况,切屑从工件表面的去除机理,加工表面和亚表面的硬度,材料属性变化对锯齿形切屑的影响。首先,基于霍普金森压杆（SHPB）装置设计高速切削平台,平台主要包括支撑部分、方向控制部分、刀架部分和采集部分。在霍普金森压杆上安装同步加压装置,调整入射杆和透射杆的位置可实现高速切削快速落刀实验。其次,应用高速切削装置进行高速切削实验和快速落刀实验。实验结果显示,随着切削厚度增加切削力增大;随切削速度增加,切削力刚开始急剧下降,当切屑速度大于15m/s时,切削力基本不变。高速切削获得的切屑为锯齿形切屑,切屑中存在明显的剪切带,且随切削速度增加锯齿化程度越严重;随着切削厚度的增加,剪切带之间的距离明显变大,但是锯齿化程度没有明显的变化趋势。锯齿形切屑中剪切带内存在集中剪切变形现象,剪切带内部及附近没有发现裂纹和孔洞存在。在SEM下观察齿形切屑的自由表面表现为层片状,切削速度和切削厚度的增加都会导致片层间距增大,在片层上存在韧窝组织,且随着切削速度增加韧窝明显增多,因此,锯齿形切屑的产生机理更符合绝热剪切机理。测量锯齿形切屑硬度,绝热剪切带的硬度明显高于其附近的硬度;随着切削厚度的增加绝热剪切带硬度也在不断增加。测量加工表面和亚表面硬度发现,随切削速度和切削厚度增加,表面和亚表面硬度增加。观察加工表面金相结构发现,加工表面晶粒尺寸明显变小且存在塑性变形。最后,通过实验验证了有限元仿真的准确性,发现无论切屑形态还是切削力仿真结果与实验结果都很相近;应用有限元仿真研究高速切削锯齿形切屑内等效塑性应变和温度的变化情况;通过有限元仿真研究JC本构模型参数变化对锯齿形切屑的影响,揭示材料性能变化对锯齿形切屑的影响。
何志坚[10]（2018）在《蠕墨铸铁高效切削性能及刀具切削状态监测研究》文中研究表明高效率、高精度切削加工是现代制造业自动化生产的主要特点,对工件的切削加工效率和刀具切削状态监测提出了更高的要求。随着对汽车燃油经济性及安全性要求的提高,具备优良力学性能、导热性能及铸造性能的蠕墨铸铁材料在汽车发动机、制动盘等零件上的应用越来越广泛。但蠕墨铸铁材料具有较高的强度和硬度,在高速切削加工中,切削温度较高,导致刀具磨损加快、工件表面质量难以控制,而较低的切削速度则难以提高加工效率。除此之外,刀具切削状态监测也是高效先进制造技术的关键技术之一,对保证高节拍生产、提高工件加工质量和效率、保护加工设备具有重要意义。目前,针对铝合金、钛合金等材料的高效切削加工研究比较多,但针对蠕墨铸铁高效加工的理论研究和技术应用较少,同时现有刀具切削状态智能监控技术存在模型复杂、计算量大、识别精度低等问题。针对蠕墨铸铁高效切削加工中存在的问题,本文从切削温度、切削力、表面质量及刀具磨损的角度对蠕墨铸铁材料高效切削性能进行研究,在此基础上,研制一种适应高速端面铣削的在线动平衡装置;以提高刀具切削状态在线监测效率和可靠性为目标,深入研究刀具磨损和切削颤振特征向量提取及模式识别问题,提出刀具磨损和切削颤振在线监测的新方法。主要研究工作如下:（1）对蠕墨铸铁高速铣削时的切削温度和温度场进行了深入的理论和实验研究。根据端面铣削特点,为减小切屑对红外测温干扰,设计了铣削温度红外测温方案,采用单因素切削试验研究切削参数对切削温度的影响规律,实验发现,随切削速度、进给量和切削深度的增加,铣削温度呈上升趋势,但切削速度的增加引起切削温度上升的幅度较大;针对蠕墨铸铁硬度高、脆性大的力学性能特点,研究高速切削本构模型建模方法,建立其三维铣削温度场仿真模型,并以温度测量实验为参照,验证本构模型的模拟精度,采用AdvantEdge FEM软件研究蠕墨铸铁高速铣削过程中刀具刃口温度场。研究表明:刀具上温度最高的部位在前刀面靠近刃口处,工件上的最高温度则产生在切屑与切削刃接触的根部区域,由于蠕墨铸铁材料较低的导热率,在刀具刃口处温度梯度和等效应力（Von Mises Stress）最大,并随着切削速度的上升而增加,导致刀具刃口在高速切削条件下粘结磨损和扩散磨损加剧。（2）通过系列铣削实验,从切削力、稳定性、表面质量等三方面研究蠕墨铸铁高速切削性能,优选刀具材料和结构参数,并对切削参数进行优化;建立工件表面粗糙度分析模型,在此基础上研究高速端面铣削条件下刀具不平衡量和动态切削力对工件表面粗糙度的影响规律;基于控制工程和动力学基本原理,从提高蠕墨铸铁铣削效率出发,研制在线动平衡装置。研究表明,从减小切削力和提高切削稳定性来看,采用60°主偏角的YBD152刀具能取得较好的效果,最佳的切削用量为切削速度180m/min280m/min,进给量0.05mm/z0.35mm/z之间,切削深度0.45mm1.25mm;在较高的切削速度下,刀具的动平衡精度对工件表面粗糙度和刀具寿命产生重要影响,基于这一特点,根据控制工程和动力学基本原理,研制一种适应高速铣削的在线动平衡装置,实验结果表明,该在线动平衡装置较好地改善了高速条件下铣削稳定性,提高了铣削效率。（3）针对高速切削刀具易磨损问题,设计蠕墨铸铁Rut450材料端面铣削刀具磨损实验,采集刀具磨损过程中声发射信号,根据声发射信号非线性、非平稳性特点,通过引入变分模态分解（VMD）对切削声发射信号进行处理,采用互信息法提取敏感本征模态分量并计算其关联维组成特征向量,该特征向量提取方法,通过对惩罚因子?和本征模态个数K进行优化,提高了刀具磨损特征向量的可靠性;在提取有效特征向量的基础上,针对刀具状态监测训练样本少、实时性要求高的特点,引入相关向量机（RVM）构建刀具磨损状态识别模型。实验表明,该监测方法能有效提取与刀具磨损关联性较大的特征信息,很好地解决了实验数据的小样本问题,提升了刀具磨损在线识别精度和实时性,为刀具磨损状态监测提供了新的解决办法。（4）针对蠕墨铸铁高速铣削颤振问题,设计蠕墨铸铁Rut450材料端面铣削颤振实验,以刀具切削振动信号作为监测对象,对信号进行总体局域均值分解（ELMD）处理,采用K-L散度的自适应选择算法选取主PF分量;基于颤振产生过程中切削振动信号信息量的变化规律,提出采用主PF分量的样本熵构建特征向量的方法,有效地将颤振产生所历经的稳定切削、颤振过渡和颤振切削三个阶段进行区分;将提取的特征向量结合改进的SVM分类器（Boosting-SVM）对切削颤振进行了识别。测试结果表明,提出的基于ELMD的样本熵及Boosting-SVM的刀具磨损状态监方法,能有效地识别稳定切削、颤振过渡和颤振切削状态,与支持向量机（SVM）、BP神经网络识别方法相比较,其识别精度和效率具有明显优势。
二、高速切削加工的特点及应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速切削加工的特点及应用（论文提纲范文）
（1）钛合金高速切削表面层微观组织和相变形成机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钛合金性能及加工特点 |
| 1.2.1 钛合金性能 |
| 1.2.2 钛的相变及钛合金分类 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 钛合金切削加工表面残余应力研究 |
| 1.3.2 钛合金切削加工表面层显微组织和显微硬度研究 |
| 1.3.3 钛合金切削加工表面层相变研究 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 钛合金高速切削试验设计 |
| 2.1 钛合金高速车削试验 |
| 2.1.1 实验材料和设备 |
| 2.1.2 试验参数和流程 |
| 2.2 钛合金铣削实验 |
| 2.2.1 实验材料和设备 |
| 2.2.2 试验参数和流程 |
| 2.3 钛合金切削表面层测试 |
| 2.4 切削力结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钛合金高速切削表面层显微硬度和残余应力 |
| 3.1 钛合金切削参数对表面层显微硬度的影响 |
| 3.1.1 加工硬化 |
| 3.1.2 车削速度对表面层显微硬度的影响 |
| 3.1.3 车削进给量对表面层显微硬度的影响 |
| 3.1.4 铣削速度对加工表面层硬度的影响 |
| 3.2 钛合金切削参数对表面残余应力的影响 |
| 3.2.1 残余应力 |
| 3.2.2 车削速度对表面残余应力的影响 |
| 3.2.3 车削进给量对表面残余应力的影响 |
| 3.2.4 铣削速度对表面残余应力的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 钛合金高速切削表面层微观组织 |
| 4.1 钛合金切削加工表面塑性变形 |
| 4.1.1 钛合金塑性变形过程 |
| 4.1.2 车削参数对加工表面塑性变形的影响 |
| 4.1.3 铣削参数对加工表面塑性变形的影响 |
| 4.2 钛合金切削表面微观组织EBSD测试与表征 |
| 4.2.1 微观组织形貌和晶粒尺寸 |
| 4.2.2 晶体取向差与晶界 |
| 4.2.3 物相分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 钛合金高速切削表面层物相变化和相变形成机理 |
| 5.1 钛合金车削表面物相分析 |
| 5.1.1 切削速度对加工表面物相的影响 |
| 5.1.2 进给量对加工表面物相的影响 |
| 5.2 钛合金切屑背面物相分析 |
| 5.2.1 切削速度对切屑背面物相的影响 |
| 5.2.2 进给量对切屑背面物相的影响 |
| 5.3 钛合金车削表面和切屑背面XRD衍射图谱分析 |
| 5.3.1 不同切削速度下XRD衍射图谱分析 |
| 5.3.2 不同进给量下车削表面和切屑背面XRD衍射图谱分析 |
| 5.4 钛合金铣削表面物相分析 |
| 5.4.1 铣削速度对加工表面物相的影响 |
| 5.4.2 不同铣削速度下XRD衍射图谱分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）高速干切滚齿刀具磨损及刀具寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 高速干切滚齿工艺国内外研究现状 |
| 1.2.2 高速干切滚刀磨损国内外研究现状 |
| 1.2.3 刀具寿命国内外研究现状 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 高速干切滚齿加工过程分析 |
| 2.1 滚齿切削运动过程分析 |
| 2.1.1 滚齿切削原理分析 |
| 2.1.2 滚齿机的结构及切削进给方式 |
| 2.2 滚刀与工件运动关系数学模型的建立 |
| 2.2.1 滚刀及齿轮的参数模型 |
| 2.2.2 滚刀与工件的运动关系模型 |
| 2.2.3 未变形切屑的三维仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高速干切滚齿有限元仿真分析 |
| 3.1 高速干切滚齿有限元仿真模型 |
| 3.1.1 有限元控制方程 |
| 3.1.2 材料的力学本构方程 |
| 3.1.3 刀-屑接触模型 |
| 3.1.4 切削热传导方程 |
| 3.1.5 失效分离准则 |
| 3.2 高速干切滚齿过程有限元仿真 |
| 3.2.1 Deform-3D软件及仿真流程 |
| 3.2.2 有限元仿真实验方案及模型建立 |
| 3.3 高速干切滚齿有限元仿真结果分析 |
| 3.3.1 高速干切滚齿切屑生成过程分析 |
| 3.3.2 高速干切滚齿切削力结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高速干切滚刀磨损特性分析 |
| 4.1 高速干切滚刀特性分析 |
| 4.1.1 高速干切滚刀材料 |
| 4.1.2 高速干切滚刀结构 |
| 4.1.3 高速干切滚刀磨损特性分析 |
| 4.2 高速干切滚齿实验 |
| 4.2.1 实验条件 |
| 4.2.2 实验材料及参数 |
| 4.3 高速干切滚刀磨损机理及形貌分析 |
| 4.3.1 磨损形貌分析 |
| 4.3.2 磨损机理分析 |
| 4.3.3 刀具破损分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高速干切滚刀寿命预测及参数优化 |
| 5.1 高速干切滚刀寿命影响因素 |
| 5.2 高速干切滚刀寿命预测模型 |
| 5.3 高速干切滚齿工艺参数优化 |
| 5.3.1 基于遗传算法的参数优化 |
| 5.3.2 优化模型的建立 |
| 5.3.3 切削参数优化求解 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（3）钛合金TC4高速切削加工性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 高速切削理论的发展概述 |
| 1.3 钛合金切削技术的研究概况 |
| 1.4 高速切削刀具材料的运用 |
| 1.5 CAD/CAM技术的发展应用 |
| 1.6 本课题研究内容的特点及创新之处 |
| 1.7 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 |
| 1.8 研究的目的和意义 |
| 第二章 高速加工力学性能试样试验方案设计 |
| 2.1 普通车床加工工艺概况 |
| 2.1.1 主要刀具及切削参数 |
| 2.1.2 普通车床加工工艺概述 |
| 2.2 高速加工钛合金TC4 力学性能试样的工艺方案设计 |
| 2.2.1 外径数控车削方案 |
| 2.2.2 刀具的选择及工艺目的 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 高速切削加工数控程序编制及试验验证 |
| 3.1 UG软件简介 |
| 3.2 CAM简介 |
| 3.3 基于UG NX10.0的3D建模 |
| 3.4 CAM加工模块的应用 |
| 3.4.0 进入加工模块 |
| 3.4.1 建立坐标系 |
| 3.4.2 几何体的设定 |
| 3.4.3 创建刀具 |
| 3.4.4 创建工序 |
| 3.4.5 后置处理 |
| 3.4.6 NC程序的生成 |
| 3.4.7 NC程序的切削试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钛合金高速切削工艺参数的试验研究 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 试验材料的制备 |
| 4.3 钛合金高速切削参数及切屑形状单因素切削试验研究 |
| 4.3.1 试验目的 |
| 4.3.2 试验环境及设备 |
| 4.3.3 刀具及试验工艺方案 |
| 4.3.4 试验切削参数及结果分析 |
| 4.3.5 切削热的产生情况 |
| 4.3.6 刀具磨损情况 |
| 4.3.7 切屑形状分析 |
| 4.3.8 工件表面质量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）3Cr2W8V模具钢高速铣削建模优化与热塑失稳研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外对相关技术的研究现状 |
| 1.2.1 HSM技术的发展现状 |
| 1.2.2 HSM技术的应用领域 |
| 1.2.3 HSM技术在模具制造中的应用现状 |
| 1.3 金属切削的基本要求 |
| 1.3.1 3 Cr2W8V模具钢介绍 |
| 1.3.2 机床电主轴结构及其动态特性 |
| 1.3.3 刀柄与主轴连接的可靠性 |
| 1.3.4 刀具材料 |
| 1.3.5 铣刀结构 |
| 1.3.6 刀具的几何参数 |
| 1.3.7 高速切削加工工艺 |
| 1.4 高速切削模具钢存在的问题 |
| 1.5 切削机理的几种研究方法 |
| 1.6 有限元分析(FEA)软件的选用 |
| 1.7 本章小结 |
| 1.8 本文的体系及研究内容 |
| 第2章 金属材料的高速切削变形理论 |
| 2.1 切削变形理论 |
| 2.1.1 切屑形成的机理 |
| 2.1.2 切屑的类型及形状 |
| 2.1.3 金属层的切削变形 |
| 2.2 铣削力 |
| 2.2.1 铣削力的来源、分解及铣削用量 |
| 2.2.2 铣削方式 |
| 2.2.3 铣削力的经验公式及影响因素 |
| 2.3 切削热、切削温度及其影响因素 |
| 2.3.1 切削热与切削温度产生的机理 |
| 2.3.2 切削温度及其影响因素 |
| 2.3.3 切削温度的分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 铣削力的测量实验 |
| 3.1 实验原理与相关实验器材介绍 |
| 3.1.1 铣削材料 |
| 3.1.2 铣削刀具 |
| 3.1.3 高速铣削机床与测力设备 |
| 3.2 铣削力实验方案设计 |
| 3.2.1 正交试验设计的程序和正交试验的特点 |
| 3.2.2 因素水平表 |
| 3.2.3 正交表与正交表的性质 |
| 3.3 实验安排和结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高速铣削力模型预测与验证 |
| 4.1 R法分析 |
| 4.2 建立高速铣削力的预测模型 |
| 4.2.1 多元线性回归原理 |
| 4.2.2 铣削力模型预测 |
| 4.2.3 铣削力预测模型拟合 |
| 4.3 铣削力预测公式拟合效果检验 |
| 4.3.1 相关计算 |
| 4.3.2 方差分析 |
| 4.3.3 计算预报平方和 |
| 4.4 回归方程的显着性检验结果分析 |
| 4.5 实验中各参数对铣削力的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 高速切削热塑失稳现象的分析研究与仿真 |
| 5.1 热塑失稳(thermoplastic instability)研究 |
| 5.2 切削速度与材料计算温度之间的关系 |
| 5.3 高速切削过程的有限元模拟研究 |
| 5.3.1 建立有限元分析模型 |
| 5.3.2 切削模型参数 |
| 5.3.3 单元类型与网格划分 |
| 5.3.4 材料动态塑性本构模型的确定 |
| 5.3.5 材料的失效准则 |
| 5.3.6 切屑与刀具的接触摩擦模型 |
| 5.3.7 切屑锯齿化程度的表示方法 |
| 5.4 切屑形态的ABAQUS仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）基于高速精密电主轴加工性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 高速电主轴高速加工特性研究现状 |
| 1.2.1 电主轴高速加工特性与应用 |
| 1.2.2 高速精密电主轴加工特性研究现状 |
| 1.3 高速精密电主轴加工技术 |
| 1.4 课题来源与主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高速精密电主轴系统及动静态特性 |
| 2.1 高速精密电主轴系统 |
| 2.2 高速精密电主轴高速加工性能 |
| 2.2.1 高速精密电主轴温升特性 |
| 2.2.2 高速精密电主轴振动特性 |
| 2.2.3 高速加工零件表面粗糙度 |
| 2.3 影响高速电主轴加工特性的因素 |
| 2.3.1 高速加工切削参数 |
| 2.3.2 高速切削动态切削力 |
| 2.3.3 高速加工工件材料 |
| 2.3.4 高速高刚度数控机床 |
| 2.3.5 高速加工精密电主轴刀柄系统 |
| 2.3.6 高速加工刀具 |
| 2.3.7 高速加工铣削方式 |
| 2.3.8 高速电主轴临界转速 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高速精密电主轴铣削加工主轴振动研究 |
| 3.1 高速铣削实验条件及方法 |
| 3.2 正交实验方案及设计方法 |
| 3.3 高速精密电主轴高速加工振动实验结果 |
| 3.4 高速加工铣削参数对电主轴振动的影响 |
| 3.4.1 主轴转速对铣削加工时主轴振动的影响 |
| 3.4.2 轴向切削深度对主轴振动的影响 |
| 3.4.3 径向切削深度对主轴振动的影响 |
| 3.4.4 每齿进给量对主轴振动的影响 |
| 3.5 铣削参数对主轴振动的影响规律研究 |
| 3.6 高速加工主轴振动正交实验结果分析 |
| 3.7 控制高速电主轴振动和预防措施 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 高速精密电主轴铣削加工主轴动态温升研究 |
| 4.1 高速铣削实验条件及试验方法 |
| 4.2 正交实验方案及设计方法 |
| 4.3 高速电主轴在铣削加工时的主轴温升 |
| 4.4 加工工艺参数对主轴温升的影响 |
| 4.4.1 主轴转速对主轴温升的影响 |
| 4.4.2 轴向切削深度对主轴温升的影响 |
| 4.4.3 径向切削深度对主轴温升的影响 |
| 4.4.4 每齿进给对主轴温升的影响 |
| 4.5 铣削参数对主轴温升的影响规律研究 |
| 4.6 高速电主轴温升正交实验结果分析 |
| 4.7 改善高速电主轴温升过高的措施 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 高速铣削加工零件表面粗糙度研究 |
| 5.1 高速铣削实验条件及目的 |
| 5.2 正交实验方案及设计方法 |
| 5.3 高速电主轴在铣削加工时零件表面粗糙度 |
| 5.4 切削用量对零件表面粗糙度的影响 |
| 5.4.1 主轴转速对零件表面粗糙度的影响 |
| 5.4.2 径向切削深度对表面加工粗糙度的影响 |
| 5.4.3 轴向切削深度对表面加工粗糙度的影响 |
| 5.4.4 每齿进给量对表面加工粗糙度的影响 |
| 5.5 铣削参数对表面粗糙度的影响规律研究 |
| 5.6 高速加工零件表面粗糙度正交实验结果分析 |
| 5.7 高速精密加工过程中铣削参数优化 |
| 5.7.1 高速加工过程中切削参数变量设计 |
| 5.7.2 高速加工切削参数目标数学模型的构建 |
| 5.7.3 高速加工切削参数目标数学模型约束条件 |
| 5.7.4 高速铣削表面加工粗糙度预测模型 |
| 5.8 降低高速加工表面粗糙度的方法和措施 |
| 5.9 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）一种高速数控机床专用刀具座的分析与改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 高速切削技术概述 |
| 1.1.1 高速切削的研究概况 |
| 1.1.2 高速切削的关键技术 |
| 1.2 高速切削工艺中的刀具夹持系统 |
| 1.2.1 标准7/24 锥度联接 |
| 1.2.2 常见替代型设计 |
| 1.2.3 改进型设计 |
| 1.3 课题的研究背景和意义 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 刀具座力学性能理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弹塑性理论概述 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 弹塑性力学的分析准则 |
| 2.3 高速回转时刀具座的应力计算 |
| 2.3.1 计算高速圆轴应力 |
| 2.3.2 刀具座的应力计算 |
| 2.4 刀具座疲劳失效分析 |
| 2.4.1 疲劳失效分析基本理论 |
| 2.4.2 刀具座的疲劳破坏及结构疲劳失效的特征 |
| 2.4.3 影响刀具座结构疲劳寿命的主要因素 |
| 2.4.4 提高刀具座使用寿命的措施 |
| 2.4.5 提高刀具座结构疲劳强度的方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于ABAQUS的数值模拟技术及有限元方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元方法的基本思想 |
| 3.3 有限元理论里的弹性力学 |
| 3.4 有限元分析软件ABAQUS |
| 3.5 本章小结 |
| 4 刀具座尺寸测量及有限元模型的建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具座尺寸测量及实体模型建立 |
| 4.2.1 尺寸测量工具 |
| 4.2.2 刀具座尺寸测量结果 |
| 4.2.3 刀具座实体模型的建立 |
| 4.3 刀具座有限元模型的建立 |
| 4.3.1 刀具座实体模型的导入 |
| 4.3.2 有限元模型材料属性的定义 |
| 4.3.3 刀具座有限元模型网格划分方法和ABAQUS单元类型选择 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于有限元分析的刀具座结构优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ABAQUS的刀具结构有限元分析流程设计 |
| 5.3 原始刀具座结构的有限元分析 |
| 5.3.1 刀具座载荷设定与应力求解 |
| 5.3.2 刀具座有限元模拟结果分析 |
| 5.4 刀具座结构优化设计 |
| 5.4.1 刀具座结构优化流程设计 |
| 5.4.2 刀具座的结构优化及有限元分析 |
| 5.5 刀具座结构优化结果分析 |
| 5.6 刀具座结构优化方案实际加工验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）HSK刀具系统变形模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 高速切削加工技术 |
| 1.1.2 HSK刀具系统 |
| 1.1.3 有限元分析 |
| 1.2 国内外研究成果 |
| 1.2.1 国内相关研究成果 |
| 1.2.2 国外相关研究成果 |
| 1.2.3 研究成果中的不足 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 1.4 研究的目的和意义 |
| 1.4.1 研究的目的 |
| 1.4.2 研究的意义 |
| 2 铣削过程稳定性建模及稳定域 |
| 2.1 铣削加工力学建模 |
| 2.2 铣削稳定域预测 |
| 3 高速切削刀具系统性能分析 |
| 3.1 两种刀具系统结构特性 |
| 3.1.1 刀具系统的配合结构 |
| 3.1.2 HSK刀具系统结构特性 |
| 3.1.3 BT刀具系统结构特性 |
| 3.2 HSK与 BT刀具系统模态分析 |
| 3.2.1 HSK刀具系统的模态分析 |
| 3.2.2 BT刀具系统的模态分析 |
| 3.2.3 两种刀具系统分析对比 |
| 4 HSK刀具系统的模态分析 |
| 5 HSK刀具系统变形模拟研究 |
| 5.1 不同主轴旋转速度时刀具的变形量 |
| 5.2 不同径向切深量时刀具的变形量 |
| 5.3 不同轴向切深量时刀具的变形量 |
| 5.4 不同每齿进给量时刀具的变形量 |
| 5.5 分析总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）Ti6Al4V切削过程热力耦合作用下刀具磨损研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 钛合金材料性能与加工特点 |
| 1.2.1 钛合金的材料性能 |
| 1.2.2 钛合金的加工特点 |
| 1.2.3 钛合金切削加工使用的刀具材料 |
| 1.3 刀具磨损的研究现状与存在问题 |
| 1.3.1 刀具磨损的实验研究现状 |
| 1.3.2 刀具磨损的仿真研究现状 |
| 1.3.3 存在的问题 |
| 1.4 研究的目的与意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 Ti6Al4V切削过程热力耦合理论基础 |
| 2.1 切屑变形与受力分析 |
| 2.1.1 切削层金属的变形过程和变形区的划分 |
| 2.1.2 已加工表面的形成与切屑的受力 |
| 2.2 切屑的速度分析 |
| 2.3 切削过程中的热量产生与分配 |
| 2.4 切削过程中的传热分析 |
| 2.5 Ti6Al4V直角切削前刀面热力耦合分析 |
| 2.5.1 剪切带热源引起的温升 |
| 2.5.2 摩擦热源引起的温升 |
| 2.5.3 Ti6Al4V直角切削前刀面热力耦合模型的计算方法 |
| 2.6 Ti6Al4V直角切削后刀面热力耦合分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 Ti6Al4V切削实验及结果分析 |
| 3.1 实验设备 |
| 3.1.1 实验机床与测量设备 |
| 3.1.2 工件材料与刀具材料 |
| 3.2 实验方案与步骤 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 切屑形貌分析 |
| 3.3.2 实验刀具的磨损形貌分析 |
| 3.3.3 刀具磨损对切削力的影响 |
| 3.3.4 切削速度对刀具磨损的影响 |
| 3.3.5 刀具涂层对刀具磨损的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ti6Al4V高速切削刀具磨损机理研究 |
| 4.1 刀具的磨损与破损 |
| 4.1.1 刀具磨损形态 |
| 4.1.2 刀具的破损 |
| 4.2 刀具磨损过程与磨钝标准 |
| 4.2.1 刀具的磨损过程 |
| 4.2.2 刀具的磨钝标准 |
| 4.3 常见的刀具磨损机理与磨损模型 |
| 4.3.1 刀具磨损机理 |
| 4.3.2 刀具磨损模型 |
| 4.4 实验刀具的磨损形式与磨损机理分析 |
| 4.4.1 实验刀具的磨损形式 |
| 4.4.2 高速切削Ti6Al4V刀具的磨损机理 |
| 4.4.3 刀具磨损模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ti6Al4V高速切削刀具磨损仿真分析 |
| 5.1 有限元仿真软件的选择 |
| 5.2 Advant Edge软件介绍 |
| 5.3 切削仿真建模过程 |
| 5.3.1 几何模型 |
| 5.3.2 本构模型 |
| 5.3.3 切屑分离准则 |
| 5.3.4 刀具-切屑接触摩擦模型 |
| 5.3.5 刀具磨损模型设定 |
| 5.4 有限元仿真结果分析 |
| 5.4.1 切削力和刀具峰值温度的变化 |
| 5.4.2 刀具的磨损过程 |
| 5.4.3 刀具磨损与切屑形态的交互影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A (硕士期间所获科研成果) |
（9）基于霍普金森压杆装置高速切削机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 高速切削加工概述 |
| 1.2.1 高速切削概念 |
| 1.2.2 高速切削技术研究现状 |
| 1.3 高速切削机理研究现状 |
| 1.3.1 绝热剪切机理研究现状 |
| 1.3.2 周期脆性断裂理论研究现状 |
| 1.4 有限元仿真在金属切削加工的应用 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 钛合金高速切削实验设计 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 基于霍普金森压杆装置高速切削平台设计 |
| 2.2.1 霍普金森压杆装置介绍 |
| 2.2.2 高速切削实验平台设计 |
| 2.3 钛合金高速切削实验方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钛合金高速切削机理实验研究 |
| 3.1 高速切削切削力结果与分析 |
| 3.1.1 切削速度对切削力的影响 |
| 3.1.2 切削厚度对切削力的影响 |
| 3.1.3 结论 |
| 3.2 高速切削锯齿形切屑形成机理分析 |
| 3.2.1 不同切削条件下金相结构 |
| 3.2.2 锯齿形切屑自由表面形貌 |
| 3.2.3 切屑根部形貌 |
| 3.2.4 高速切削锯齿形切屑形成机理结论 |
| 3.3 切屑与加工表面的硬度分析 |
| 3.3.1 锯齿形切屑硬度分析 |
| 3.3.2 加工表面和亚表面硬度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钛合金高速切削有限元仿真研究 |
| 4.1 软件介绍 |
| 4.2 有限元仿真模型建立 |
| 4.2.1 几何模型建立 |
| 4.2.2 材料参数 |
| 4.2.3 材料本构模型 |
| 4.2.4 材料失效分离模型 |
| 4.2.5 摩擦模型 |
| 4.2.6 传热模型 |
| 4.3 高速切削实验与仿真结果对比 |
| 4.3.1 切削力比较 |
| 4.3.2 切屑形态对比 |
| 4.3.3 结论 |
| 4.4 切屑内应变与温度的仿真 |
| 4.5 材料属性对切屑形貌的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）蠕墨铸铁高效切削性能及刀具切削状态监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的目的和意义 |
| 1.2 蠕墨铸铁高效切削加工及切削状态监测的研究现状 |
| 1.2.1 蠕墨铸铁高速切削加工性能 |
| 1.2.2 切削温度及仿真 |
| 1.2.3 表面粗糙度及切削稳定性 |
| 1.2.4 刀具磨损状态监测 |
| 1.2.5 切削颤振监测 |
| 1.3 存在的主要问题及研究方法 |
| 1.3.1 蠕墨铸铁高效切削存在的主要问题 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 蠕墨铸铁高速铣削温度及温度场仿真研究 |
| 2.1 高速端面铣削温度试验分析 |
| 2.1.1 切削温度常用测量方法 |
| 2.1.2 端面铣削红外测温方案设计 |
| 2.1.3 实验结果分析 |
| 2.2 蠕墨铸铁高速铣削温度场仿真建模 |
| 2.2.1 J-C本构方程参数拟合方法 |
| 2.2.2 实验设备及实验方案 |
| 2.2.3 基于力学实验和切削实验的材料J-C本构方程构建 |
| 2.2.4 端面铣削温度场仿真模型的建立 |
| 2.2.5 仿真模型验证 |
| 2.3 蠕墨铸铁铣削温度场分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 蠕墨铸铁高速铣削力、稳定性及表面质量研究 |
| 3.1 实验设备及方案 |
| 3.1.1 实验设备及检测仪器 |
| 3.1.2 试件制备 |
| 3.1.3 实验方案 |
| 3.2 不同刀具材料切削性能分析 |
| 3.3 蠕墨铸铁高速铣削力分析 |
| 3.3.1 切削参数对铣削力的影响 |
| 3.3.2 刀具主偏角对铣削力的影响分析 |
| 3.4 蠕墨铸铁端面铣削稳定性 |
| 3.4.1 切削参数对铣削振动的影响 |
| 3.4.2 刀具主偏角对铣削稳定性的影响 |
| 3.5 蠕墨铸铁高速铣削表面粗糙度研究 |
| 3.5.1 蠕墨铸铁铣削存在的表面质量问题 |
| 3.5.2 端面铣削表面粗糙度形成机理 |
| 3.5.3 蠕墨铸铁端面铣削表面粗糙度实验 |
| 3.6 端面铣削刀具在线动平衡装置设计 |
| 3.6.1 动平衡对切削振动的影响 |
| 3.6.2 高速铣削动平衡装置工作原理及结构设计 |
| 3.6.3 平衡液质量计算 |
| 3.6.4 带在线动平衡装置端面铣刀端面铣削实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 刀具磨损及磨损状态监测研究 |
| 4.1 蠕墨铸铁端面铣削刀具磨损实验 |
| 4.1.1 实验方案及监测仪器 |
| 4.1.2 刀具磨损状态的评判标准 |
| 4.1.3 刀具磨损状态信号的选择 |
| 4.1.4 刀具磨损实验结果分析 |
| 4.2 基于VMD的刀具磨损特征信息提取方法研究 |
| 4.2.1 非平稳信号特征信息提取方法 |
| 4.2.2 变分模态分解（VMD）算法流程及参数优化 |
| 4.2.3 基于VMD的刀具磨损敏感分量提取 |
| 4.3 基于相关向量机（RVM）的刀具磨损识别 |
| 4.3.1 相关向量机（RVM）模式识别技术及算法步骤 |
| 4.3.2 基于相关向量机（RVM）的刀具磨损状态识别 |
| 4.3.3 VMD-RVM、EMD-RVM和VMD-SVM刀具磨损监测方法比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 蠕墨铸铁铣削颤振监测方法研究 |
| 5.1 蠕墨铸铁端面铣削颤振实验 |
| 5.1.1 铣削颤振形成机理 |
| 5.1.2 蠕墨铸铁端面铣削颤振实验 |
| 5.1.3 实验结果分析 |
| 5.2 切削颤振在线监测相关理论研究 |
| 5.2.1 基于LMD及ELMD方法的仿真信号研究 |
| 5.2.2 K-L散度自适应法及样本熵 |
| 5.2.3 Boosting-SVM算法步骤 |
| 5.3 基于ELMD样本熵的端面铣削颤振特征信息提取 |
| 5.3.1 颤振信号ELMD处理及主PF分量计算 |
| 5.3.2 振动加速度主PF分量样本熵及特征向量提取 |
| 5.4 基于Boosting-SVM的切削颤振识别 |
| 5.5 总结 |
| 结论与展望 |
| 全文主要研究内容及结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目及获得的成果 |
四、高速切削加工的特点及应用（论文参考文献）
- [1]钛合金高速切削表面层微观组织和相变形成机理研究[D]. 薛超义. 山东大学, 2021(12)
- [2]高速干切滚齿刀具磨损及刀具寿命研究[D]. 辛黎明. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [3]钛合金TC4高速切削加工性试验研究[D]. 胡伟楠. 沈阳理工大学, 2020(08)
- [4]3Cr2W8V模具钢高速铣削建模优化与热塑失稳研究[D]. 邵亚军. 兰州理工大学, 2020(12)
- [5]基于高速精密电主轴加工性能的研究[D]. 冯汉青. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]一种高速数控机床专用刀具座的分析与改进[D]. 李颖. 大连理工大学, 2019(07)
- [7]HSK刀具系统变形模拟分析[D]. 邓泽强. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [8]Ti6Al4V切削过程热力耦合作用下刀具磨损研究[D]. 程正. 昆明理工大学, 2019(04)
- [9]基于霍普金森压杆装置高速切削机理研究[D]. 卢连朋. 天津大学, 2018(06)
- [10]蠕墨铸铁高效切削性能及刀具切削状态监测研究[D]. 何志坚. 湖南大学, 2018(06)