本文關(guān)鍵詞：高速切削Ti6Al4V硬質(zhì)合金刀具磨損預(yù)測(cè)研究

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【摘要】：鈦合金材料因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等優(yōu)良的綜合性能,在航天、航空等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。但鈦合金材料亦具有導(dǎo)熱系數(shù)小、高溫化學(xué)活性強(qiáng)和彈性模量低等特性,屬于典型的難加工材料。刀具的快速磨損是制約鈦合金高速切削加工的主要因素,刀具磨損不僅增加刀具消耗,而且影響加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)率。本文首先,基于Lab VIEW開發(fā)切削溫度測(cè)量系統(tǒng);其次,通過(guò)切削(車削)試驗(yàn),研究高速切削Ti6A14V硬質(zhì)合金刀具的磨損過(guò)程;然后,探討實(shí)現(xiàn)刀具磨損仿真的關(guān)鍵技術(shù)及方法,借助有限軟件MSC.Marc建立鈦合金高速切削刀具磨損有限元模型,通過(guò)刀具磨損試驗(yàn)進(jìn)行仿真結(jié)果的驗(yàn)證,分析切削參數(shù)對(duì)刀具磨損的影響規(guī)律,給出高速切削鈦合金參數(shù)的合理范圍;最后,研究刀具磨損對(duì)加工過(guò)程的影響規(guī)律。本研究對(duì)降低加工費(fèi)用、提高切削效率及優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)具有重要的意義。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)高速切削鈦合金刀具磨損實(shí)驗(yàn)的需求,開發(fā)一套切削溫度采集系統(tǒng)。闡述自然熱電偶測(cè)溫原理,然后進(jìn)行標(biāo)定方法的論述,給出自然熱電偶快速標(biāo)定方法和冷端補(bǔ)償辦法。采用圖形化編程軟件Lab VIEW實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的采集、處理、分析、讀取、存儲(chǔ)和自然熱電標(biāo)定等功能。(2)研究刀具磨損仿真的關(guān)鍵技術(shù),包括材料本構(gòu)模型、摩擦模型和幾何模型的建立,建立高速切削鈦合金有限元模型。通過(guò)切削實(shí)驗(yàn),探討切削鈦合金時(shí)刀具的磨損過(guò)程。結(jié)合試驗(yàn)和仿真獲取的相關(guān)參數(shù),建立適用的刀具磨損率模型。(3)通過(guò)采取增大刀-屑間傳熱系數(shù)、網(wǎng)格重劃分等方法,解決仿真中刀具溫度場(chǎng)不穩(wěn)定、刀具磨損形貌更新等一系列問(wèn)題,建立刀具磨損仿真有限元模型,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。(4)研究切削參數(shù)對(duì)刀具磨損的影響規(guī)律,確定高速切削鈦合金參數(shù)的合理范圍。探討月牙洼形貌的發(fā)展,揭示高速切削條件下刀具快速磨損過(guò)程,分析刀具磨損對(duì)切削溫度、刀具應(yīng)力及應(yīng)變的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG711;TG501

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本文編號(hào)：1237604