船用柴油機(jī)關(guān)鍵零件深孔加工機(jī)理及切削參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著加工制造技術(shù)的不斷發(fā)展，深孔加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已越來越廣泛。在深孔加工過程中，由于加工環(huán)境的特殊性，加工刀具和工件都處于封閉或半封閉狀態(tài)，因而產(chǎn)生的切削熱量要遠(yuǎn)大于普通的車削加工。目前，由于無法直接研究深孔加工過程中的加工機(jī)理和切削區(qū)域的溫度分布與散熱問題，導(dǎo)致加工過程中切削參數(shù)過于保守，從而嚴(yán)重影響了加工的效率。本文以企業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“船用大功率中速柴油機(jī)機(jī)身、缸蓋加工關(guān)鍵技術(shù)研究”為背景，在對(duì)國內(nèi)外深孔加工技術(shù)研究現(xiàn)

2、狀進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)船用柴油機(jī)機(jī)身深孔加工機(jī)理及切削參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）對(duì)機(jī)身深孔加工過程中切削熱的產(chǎn)生進(jìn)行了理論分析，建立了深孔鉆削熱模型，對(duì)切削熱進(jìn)行了分析與計(jì)算，推導(dǎo)出刀具溫度場(chǎng)的分布情況，總結(jié)分析了切削熱的主要影響因素，為下一步的有限元分析提供了理論依據(jù)。
　　（2）為了進(jìn)一步研究機(jī)身深孔加工過程中熱量的產(chǎn)生與分布問題，建立了深孔鉆削的三維模型，對(duì)仿真過程中的模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格優(yōu)化以

3、及參數(shù)設(shè)置等影響仿真效率和結(jié)果質(zhì)量的問題進(jìn)行了探討。利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)了16組仿真試驗(yàn)，采用金屬塑性成形仿真軟件Deform-3D動(dòng)態(tài)模擬了某型號(hào)船用柴油機(jī)機(jī)身深孔鉆削的加工過程，獲得了深孔加工過程中的鉆削溫度，分析比較了不同切削參數(shù)對(duì)鉆削溫度的影響情況。
　?。?）針對(duì)深孔加工過程中散熱難的問題，采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值仿真分析軟件F lue nt對(duì)槍鉆冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真，首先對(duì)單相冷卻液流的流動(dòng)狀況進(jìn)行了模擬仿真，

4、獲得流道中流場(chǎng)的物理特性（壓力、速度、湍動(dòng)能等），為切屑顆粒在冷卻液流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供依據(jù)，同時(shí)，也分析和模擬了切屑顆粒和冷卻液兩相流場(chǎng)的流動(dòng)情況，獲取了穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)下切屑顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析了切削液的入口壓力和切屑的等效直徑兩個(gè)因素對(duì)冷卻系統(tǒng)的散熱效果的影響。
　?。?）基于以上理論研究，針對(duì)目前加工效率低的問題，本文根據(jù)船用柴油機(jī)機(jī)身深孔加工的特點(diǎn)，提出了基于粒子群算法的船用柴油機(jī)機(jī)身深孔加工切削參數(shù)優(yōu)化算法，結(jié)合加工