论文大体框架

本科毕业设计（论文）切削加工过程参数测量与数据处理学院机械与汽车工程学院专业机械工程及其自动化学生姓名李秦指导教师全燕鸣提交日期2012年6月6日摘要I摘要II目录III目录第一章绪论.....................................................................................................................................................11.1新型硬质合金刀具材料的研究现状和发展趋势....................................................................................11.2切削力测量的研究现状和发展趋势........................................................................................................11.3切削温度测量的研究现状和发展趋势....................................................................................................21.4本课题研究的目的意义及主要内容........................................................................................................3第二章新型硬质合金刀具材料性能检测实验设计.....................................................................................42.1实验设备、软件及实验方法介绍...........................................................................................................42.1.1实验设备介绍........................................................................................................................................42.1.2实验原理及方法介绍...........................................................................................................................42.2实验方案设计.........................................................................................................................................112.2.1正交试验介绍......................................................................................................................................112.2.2正交试验设计......................................................................................................................................112.3本章小结.................................................................................................................................................12第三章数据采集及处理分析.......................................................................................................................123.1数据采集..................................................................................................................................................123.2数据处理和分析......................................................................................................................................123.3本章小结..................................................................................................................................................12第四章刀具优化设计...................................................................................................................................124.1原有刀具介绍及分析..............................................................................................................................124.2刀具优化设计.........................................................................................................................................124.3本章小结.................................................................................................................................................12结论.................................................................................................................................................................12参考文献.........................................................................................................................................................13第一章绪论第一章绪论1.1新型硬质合金刀具材料的研究现状和发展趋势硬质合金由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂Co经粉末冶金法制成，含钴量的多少决定了硬质合金的韧性大小，但钴会降低硬质合金的熔点，影响刀具耐热性能，此外钴的成本高、可用量越来越少，而且对环境会造成污染，不符合绿色制造和环保的要求。新型的无钴少钴硬质合金将成为材料科学工程发展的一个新方向。研究现状介绍请阅读附件文献并做简单介绍1.2切削力测量的研究现状和发展趋势切削测力仪从五十年代发展到七十年代，其测量方法(如机械式液压式和电气式)基本上由应变式和压电式所代替。1963年德国阿亨工业大学首先研制成功采用三向压电石英力传感器的三向车削测力仪。此外瑞士苏黎士联邦工业大学对压电测力仪进行了基础理论的的研究，并与瑞士Kistler公司协作研制成功具有优良性能的压电石英传感器系列和车削、钻削、铣削测力仪及多分量测力平台，电荷放大器等等，从而完成了压电测试系统所需要成套设备，开辟了压电测试的新局面。1970年意大利在《机床设计与研究》(MTDR)发表三向压电晶体式车削测力仪。英国门切斯特大学1971年研制成二向压电晶体式平面磨削测力仪。上世纪八十年代，切削力的测量已由原来的测静态力发展到测动态力，瑞士的Kistler公司及国外其它研究部门和厂商研制的切削测力仪当时已经达到了实用水平[5]。进入二十世纪八十年代，许多学者利用比较成熟的压电切削测力仪进行实验和研究工作，使用量日趋扩大，将采集的动态切削力信号进行各种处理，如利用动态数据建立统计预测和分析刀具破损情况，美国利用动态切削力信号建立时间序列模型，对机械加工中表面光洁度、刀具磨损进行在线控制，另外还可以建立动态数据系统，通过求得切削加工中的传递函数来评价机械加工系统的动态稳定性，同时相关分析和谱分析在机械行业数据处理中也得到广泛应[5]。切削力数据采集系统由测力仪、电荷放大器、数据采集卡、计算机系统等组成。目前利用labview编写程序虚拟机（VI）来替代传统控制电路是目前研究的主流技术方向。与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势。利用虚拟仪器技术在线采集和处理多种切削参数，并对切削过程监控，具有很大的优越性。VI已经是当今计算机辅助测控领域中的一项重要技术[6]。目前，切削力测力系统研究仍然方兴未艾，大量研究结果表明，切削状态的每个微小变化都能通过切削力的变化反应出来，检测切削力是目前国内外研究与应用最多的监控方法之一。此种方法具有力信号比较容易采集、响应快、灵敏度高、便于在线实时测量等优点。第一章绪论缺点是测力仪在使用时或多或少要改变机床的原有部件，影响机床的整体特性，特别是对高精度数控机床影响更大。现代切削加工正在向高速强力切削、精密超精密加工方向发展，机床的振动频率也会远远高于系统的固有频率，这对切削力测量系统提出了新的要求，针对这些要求，切削力测量技术将会朝着：开发新的弹性元件并优化结构；应用集成电路和微电子技术，使数据采集系统集成化，提高数据采集的速度与精度；完善数据处理分析软件的功能，将虚拟仪器技术引入切削力测试系统；建立专家系统[3][4]这三个大方向发展。1.3切削温度测量的研究现状和发展趋势切削热是切削过程的重要物理现象.切削热产生的切削温度是影响刀具耐用度的重要因素[1]。Oxley等人指出:切削温度还是决定切削金属变形区几何形状和切削力大小的重要因素.切削热影响积屑瘤大小和已加工表面质量，特别是在精加工和超精加工时，切削温度对加工精度的影响更加突出.因此，国内外从事金属切削研究的工作者，在切削温度的理论计算和实验技术方面，进行了大量的研究工作，已发展了许多测试技术.这些技术包括人工热电偶法，工件-刀具组成的自然热电偶法、热敏漆涂层法、高速钢金相组织变化法及红外照像法等[7]。近年来，采用这些方法进行的切削温度测量方面的研究工作如下:G.S.utter采用基于可见光范围的传感技术的加强CCD相机