【CAD设计图纸】变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及工艺及铣槽设计【全套终稿】

项目所在启蒙镇中华村楠竹产业基地建设领 导小组，并配备专职干部负责此项工作。

加强技术指导，聘请林业 低改千亩楠竹需投资万元。

资金来源争取上级扶持万元。

自己投工投劳折合款 万元。

七机构设置和组织实施 机构设置 成立以村主任为组长，以各小组组长为成员组成的启蒙 镇中华村楠梢病种病害。

六投资概算楠竹低改工序中，每亩需投劳个工日，其中清山除杂个 工日，深挖垦复个工日，合理施肥个工日，病虫害防治 个工日，按平江目前劳动力平均日单价元计算，每亩低 改需投入资金元。

植物群落生长发育的气候粪尿或氮素化肥分多次浇在竹株附近，促进 根系发展和发笋发鞭。

秋季结合除草松土，撒施栏粪或堆肥， 翻入土中。

病虫害防治。

主要是黄脊竹蝗笋夜蛾笋象蝇种虫害 和毛竹枯。

土壤中盐基粒子淋失快，富铝化作 用较强，使土壤呈酸性反映，值在之间。

气候条件。

境内群山密布，重峦叠嶂，丘岗起伏，溪 楠竹的经济价值楠竹的综合利用价值是其它任何植物所不 能及的。

在上千种各类竹子中，其综合价值是最高的。

随着现代 科技技术的发展，楠竹的综合利用已从传统的竹杆竹片竹编 小家什，发展成高新科技产品，其应用领域已含盖了工业农业 医疗化工，渗透到了人们的“吃穿住行用文化娱 乐”等方方面面。

其产业规模已发展到数百亿美元，已形成了竹 子产业链，竹业经济体现象。

竹子从小到大，从头到叶都有用， 皆是宝。

仅竹笋项产 生态系统最稳定的生物群落之，能极大的美化环境，净化空气， 调节气候，促进生态环境的改善。

社会效益 通过楠竹产业基地建设项目的商引资力度，从政策上，服务上 吸引社会力量参与楠竹开发。

八效益分析 生态效益 通过楠竹产业基地项目的逐步实施，可增加植被，提高森林 生态质量同时由于楠竹地下根系发达，盘根错节，是保土系统专业技术人员落实各规划， 搞好施工现场指导，提供技术服务。

大力宣传合理的林地流转制度，实行谁造谁有，建成后 允许继承转让承包租赁，实施，是摩擦系数，正应力，是切削材料的剪切应力。

上述的摩擦模型广泛应用于有限元切削模型中。

可从切屑流动应力得出常摩擦系数。

但是很难用普通摩擦试验得出滑移区的摩擦系数，因为滑移区的摩擦条件与普通摩擦试验不同，切屑底层是高应变表面，由于塑性变形硬度是工件材料的两倍，硬度的变化引起摩擦系数的改变。

综合些资料，本文设定剪切区和滑移区各占刀屑接触长度的半。

在粘结区，设定较大的摩擦系数为，代替切屑的内摩擦在滑移区，摩擦系数为刀具与切屑之间的摩擦系数，其摩擦系数为.。

切屑分离准则切屑分离准则分为两种类型几何准则和物理准则。

几何准则主要通过变形体几何尺寸的变化来判断分离与否。

而物理准则主要根据制定的些物理量的值是否达到了临界值而建立的，主要基于等效塑性应变准则应变能量密度准则断裂应力准则等。

几何准则是在工件的切屑层和工件层之间预先设定了个分离线，在分离线上切屑和工件的点重合。

当工件中的点和切削刃之间的距离小于临界值时，该点上的两点工件上的点和切屑上的点不再重合，被认为分开。

几何准则的模型简单，但它不是根据切屑分离的物理条件建立的，不具备物理性质。

因此，使用几何准则很难找到种通用的临界值，以适应切削加工中不同的材料以及不同的加工工艺。

物理准则是基于刀尖前的单元节点而定义的，当给定物理量的值超过材料的相应物理条件时，即认为单元节点分离。

采用物理准则，有限元模拟更接近实际情况。

但在实际有限元模拟中，当刀尖到达应该分离的节点时，该点的物理值并没有达到给定物理准则，即切屑在该点并没有实现分离。

本文采用文献中提出了种失效应力准则，可以实现切屑分离。

该准则可以表示为式中，分别为切屑和工件分界面单元的正应力和剪应力分别为正应力和剪应力的临界值。

当仅考虑正应力时，上等人试验得出的切削厚度和切削温度的变化曲线致如图.。

图.表明切削厚度对切削温度的影响很小，随着切削厚度的增大，切削温度缓慢上升。

因为切削厚度增大以后，切削区产生的热量虽然增多，但是切削刃参加切削工作的长度也增长，改善了散热条件。

所以切削温度的升高并不明显。

图.切削厚度与最高切削温度的关系图.切削温度随切削厚度变化的试验曲线刀具前角为排除刀尖的几何形状对切削温度的影响，因此设刀尖很锋利。

前角的变化范围为，其他切削参数同表。

图.是最高切削温度随刀具前角的变化曲线，与文献的分析结果如图.致。

从图.可以得出刀具前角对切削温度的影响很小，随着刀具前角的增大，切削温度缓慢下降。

刀具为负前角时，切削温度较高。

这是因为使用负前角刀具切削时，刀具对切屑的挤压增大，摩擦加剧，产生的热量增多，而且排屑比较困难，散热条件差，导致切削温度升高。

刀具前角增大后，金属剪切变形减少，进给抗力减小，产生的热量减少，因此温度有所降低。

图.刀具前角与最高切削温度的关系图.刀具前角与切削温度的文献曲线第五章结论与展望.主要结论本文所做的工作，概括起来主要有以下几点基于金属切削理论和传热学的知识，建立切削区温度场的传热模型，对剪切热源和刀屑摩擦热源的温度场进行理论计算。

对边界条件进行简化，将剪切热源和刀屑摩擦热源的温度场求解问题转化为连续作用的移动线热源在半无限体内移动的温度场求解问题。

分析剪切热源时，在所建的斜剪切热源无限介质运动模型的基础上，引入镜像热源，建立了斜剪切热源在半无限介质中运动的模型，得出工件和切屑的温度场分布情况分析刀屑摩擦热源时，根据的动热源建立温度模型，引入镜像热源，对刀具切屑两边施加不均匀的热流，得出了刀具和切屑的温度场分布情况。

在对剪切热源和刀屑摩擦热源单独分析的基础上，最后求出二者共同作用下刀具和切屑的温度场分布情况。

基于有限元法的基本理论，用热黏塑性有限元法对切削过程中的温度场进行耦合分析。

采用分开迭代法，即在同增量区间内，可分别由瞬态刚塑性边值问题和瞬态热传导问题描述，然后通过两者的联系，达到热变形的祸合，求出温度场。

瞬态刚黏塑性边值问题中，基于刚黏塑性材料的有限元变分原理，建立正方形单元模型，在求得正边形单元速度场单元矩阵的基础上，延伸到般四边形单元中，得出速度单元矩阵。

瞬态热传导问题中，基于传热学的变分原理，建立双线型四边形单元模型，详细推导出二维瞬态温度场的单元矩阵和总体矩阵。

速度场与温度场进行迭代计算，即可得出切削过程中温度场。

运用有限元软件对温度场进行数值模拟。

对切削动态仿真建立有限元模型，对刀屑摩擦区进行分析，确立切屑分离标准。

切削动态仿真中，得出切削过程中的温度场分布，最高温度集中在刀屑接触面上刀尖附近的局部区域内。

最高温度随子步的变化曲线表明切削的初始阶段，温度上升很快，随着切削地进行，温度的变化趋于平缓，最后达到稳态。

切削达到稳态后，垂直已加工工件表面的温度变化曲线表明只有工件表面薄层发生温度变化，工件内部温度几乎不变。

从刀屑接触面上前刀面的温度分布曲线可以看出刀具上温度的最高点并不在姆著，葛新石等译.传热学，北京科学出版社.王歇成，韵敏.有限单元法基本原理和数值方法，北京清华大学出版社.方刚，曾攀.切削加工过程数值模拟的研究进展，力学进展.，.，.边界即已知周围介质的温度和对流换热系数传热问题的变分原理对方程.和般边界条件的泛函式.取极值。

对于瞬态温度场，的变分与时间无关，即，因而得出由于所以同理代入方程.，得利用奥高公式曲面积分与三重积分的关系，当曲面包围的区域为的外法，线方向余弦为则有则有因此由上式得从.可以看到，由于任意性，要使，必须满足下列两个条件.右边第项必须是零，即边界上必须满足的条件为这就是边界条件.。

.右边另两项必须是零，即区域上必须满足的条件为.单元温度场将空间域离离散为有限个单元体，在典型单元内各点的温度可以近似地用单元的节点温度，得到式中是每个单元的结点个数力是插值函数，是型插值函数，具有下述性质及取黏态温度场四边形单元，温度沿单元的分布是坐标和坐标的函数，可近似的表示为图.典型的四边形单元建立局部坐标系，节点的温度满足以下条件将上述节点的条件代入方程.中，并求解得出将，的值代入方程.中，合并同类项，得到由插值函数表示的温度分布插值函数为将方程.进行离散，即由于将上面各式代入.，得由于令则为雅可比转化矩阵的逆矩阵。

将方程.代入方程.，并代入方程.，将各单元方程组装整理，可得这是组以时间为独立变量的线性常微分方程组。

式中是热容矩阵，是热传导矩阵，和都是对称正定矩阵。

是温度载荷列阵，是节点温度列阵，是节点温度对时间的导数列阵。

矩阵的元素由单元相应的矩阵元素集成其中，单元对热传导矩阵的贡献单元热交换边界对热传导矩阵的修正单元对热容矩阵的贡献单元热源产生的温度载荷单元给定热流边界的温度载荷单元对流换热边界的温度载荷至此，己将时间域和空间域的偏微分方程间题在空间域内离散为个节点温度的常微分方程的初值问题。

对于给定温度值的边界上的个节点，方程组.中相应的式子应引入以下条件式中是上的个节点的编号。

综上所述，在同增量区间内分别迭代计算速度场与温度场，通过相关的公式将温度场和速度场联系起来，即可得所需的温度场。

由于温度解的非线性特征很弱，因此程序处理较为简单，解的精度较高，是求解切削过程中温度场的好方法。

.有限元软件简介论文使用的有限元软件主要包括三个主要部分前处理器仿真和后置处理。

前处理器包括以下内容材料属性的选择弹性塑性材料和传热系数，如弹氏模量热膨胀系数应力传热系数等。

对象的确定包括几何特征单元网格运动温度边界定义温度边界的确定。

假设刀具运动，工件保持不动，环境温度，需要定义刀具和工件的温度与变形的边界条件。

对象边界定义刀具和工件的接触条件摩擦等。

仿真控制确定参数算法和步骤。

数据库核对并生成数据库。

进行仿真。

后置处理是用来从数据库中提取数据和观察仿真结果，提取的信息主要包括以下内容几何形状的变化，包括刀具的运动情况和每子步中的网格变形情况等值线图显示结果，可将应力应变应变率温度等的变化情况用云图或等值线形象直观表示出来矢量图显示结果，可将切削过程中每子步每节点的位移和速度以矢量的形式表示出来主要变量的变化曲线，如压力，温度等绘制拾取点应力应变温度等变化曲线绘制用户指定路径的应力应变温度等变化曲线。

第四章高速正交切削过程中的温度场数值模拟在高速切削加工过程中，由于刀具工件之间的高速相对运动，切削刃附近很难放置传感器，难以直接测量局部切削区的切削温度。

利用远红外传感技术，只能测得整个切削区域的平均温度，为切削区温度场的研究切削机理的分析带来很大困难。

随着计算机技术硬件软件和有限元理论的研究深入及其在各学科领域应用的拓展，可以应用越来越多的先进技术和方法对金属切削过程温度场进行数值模拟。

有限元模拟技术在切削过程中的应用，不仅使过程分析得以形象化和可视化，节省大量的人力和物力，而且还可以解决些目前无法在实验室进行直接研究的复杂问题。

本章通过对高速切削过程中的温度场进行数值模拟