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

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【摘要】：鈦合金材料因具有強度高、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)域獲得了廣泛應用。但鈦合金材料亦具有導熱系數(shù)小、高溫化學活性強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)切削溫度測量系統(tǒng);其次,通過切削(車削)試驗,研究高速切削Ti6A14V硬質(zhì)合金刀具的磨損過程;然后,探討實現(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,通過刀具磨損試驗進行仿真結(jié)果的驗證,分析切削參數(shù)對刀具磨損的影響規(guī)律,給出高速切削鈦合金參數(shù)的合理范圍;最后,研究刀具磨損對加工過程的影響規(guī)律。本研究對降低加工費用、提高切削效率及優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)具有重要的意義。具體研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)高速切削鈦合金刀具磨損實驗的需求,開發(fā)一套切削溫度采集系統(tǒng)。闡述自然熱電偶測溫原理,然后進行標定方法的論述,給出自然熱電偶快速標定方法和冷端補償辦法。采用圖形化編程軟件Lab VIEW實現(xiàn)溫度信號的采集、處理、分析、讀取、存儲和自然熱電標定等功能。(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。通過切削實驗,探討切削鈦合金時刀具的磨損過程。結(jié)合試驗和仿真獲取的相關(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不穩(wěn)定、刀具磨損形貌更新等一系列問題,建立刀具磨損仿真有限元模型,通過試驗對模型進行驗證。(4)研究切削參數(shù)對刀具磨損的影響規(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程,分析刀具磨損對切削溫度、刀具應力及應變的影響規(guī)律。
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG711;TG501

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本文編號：1237604