汽车发动机曲轴斜长油孔钻削试验及有限元分析

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本文针对国内汽车发动机曲轴斜长油孔加工现状,从优化钻尖结构和强化钻头刚度的方向入手,对曲轴斜长孔加工技术进行了试验研究和有限元分析。 对切削机理、刀具几何形状和整体硬质合金刀具材料的应用等现代钻削加工理论和技术进行了研究,分析了钻削加工的特点。 在原有的切削力测试系统进行改进。根据试验要求,完成了切削力测试系统硬件和软件的整体设计。构造了以Kristler压电测力仪、研华1716数据采集卡和PC为基础的测试硬件系统,并利用LabVIEW,SQL数据库,VB,多线程技术在Windows平台上开发了切削力测试软件系统。 在上述切削力试验平台上,对40Cr调质钢和球墨铸铁进行了钻削试验,研究其切削性能。通过阐述40Cr调质钢和球墨铸铁的组织特点,分析它们的化学成分和物理力学性能,对材料加工性进行综合评价;设计正交试验方案,分析切削力、切削速度和切削用量之间的关系;使用不同钻尖几何形状的钻头加工40Cr调质钢和球墨铸铁,在切削力、切屑形状和孔的加工质量方面进行对比研究,讨论钻尖的形状对钻削能力和加工孔质量的影响。 利用ANSYS有限元软件创建了三种不同横截面的麻花钻模型,针对所建立的钻头模型进行应力、变形计算,并对钻头模型整体做模态分析和谐响应分析,通过研究计算结果,从理论上论证钻头的截面几何形状、尺寸对钻头刚度造成的影响。并从改变钻头截面形状的方向对如何提高钻头刚性给出建议。
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