本文選題：鈦合金 + 有限元分析��； 參考：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鈦合金因?yàn)槠渥陨淼牧己锰匦?逐漸得到了人們的重視,應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域中。但其加工具有一定的難度,由于自身具有的特性也為切削帶來了很大的困難。所以這就需要對(duì)其切削過程進(jìn)行一定的分析。在加工的同時(shí),切削參數(shù)的選取又是一個(gè)難點(diǎn)。就目前情況來說,大部分對(duì)于材料的加工都采用查詢切削手冊(cè)的方式來確定切削參數(shù)。而這種利用經(jīng)驗(yàn)來確定切削參數(shù)的方法,對(duì)于目前社會(huì)所需要的高效、節(jié)約的目標(biāo)并不能滿足。所以需要對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行一定的優(yōu)化。與此同時(shí),在實(shí)際的數(shù)控加工中,需要對(duì)數(shù)控機(jī)床所提交出的切削參數(shù)進(jìn)行一定的分析,用以確認(rèn)其是否為該次走刀的最優(yōu)切削參數(shù)。所以本文基于以上觀點(diǎn),進(jìn)行了以下努力:(1)利用DEFORM軟件對(duì)鈦合金Ti-6Al-4V的車削過程進(jìn)行了有限元仿真。在仿真過程中,分別以切削速度、進(jìn)給量以及切深為單一變量,來對(duì)切削力和切削溫度進(jìn)行模擬仿真分析。根據(jù)仿真結(jié)果,可以得到隨著切削速度在100-200m/min增大時(shí),切削力和切削溫度均有所增大;切削過程中進(jìn)給量在0.1-0.5mm/rev范圍內(nèi)增大時(shí),切削力增大幅度較大,切削溫度在進(jìn)給量0.3mm/rev時(shí)達(dá)到峰值,然后隨著進(jìn)給量的增大而減小;切深在0.25-1.25mm增大時(shí),切削力和切削溫度也在明顯增大,并且進(jìn)給量與切深對(duì)切削力的影響比切削速度的大。切削速度對(duì)切削溫度的影響較大,進(jìn)給量和切深對(duì)其影響并不是很大。(2)利用遺傳算法對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行選取時(shí),選取加工效率、加工成本以及材料去除率這三者作為目標(biāo)函數(shù)。并且通過對(duì)多目標(biāo)函數(shù)處理方式的分析,最終確定了組合加權(quán)系數(shù)法,對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行處理。使得以上的多目標(biāo)函數(shù),最終轉(zhuǎn)化成為單目標(biāo)函數(shù),使優(yōu)化過程變得簡(jiǎn)潔。文中考慮了多方面的約束條件,這分別包括機(jī)床約束、刀具約束、工件質(zhì)量約束以及加工條件約束等等。對(duì)約束函數(shù)處理的方法也有很多,在本研究中采用當(dāng)下流行的罰函數(shù)的方式對(duì)其進(jìn)行處理,將目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為無約束單目標(biāo)函數(shù)。然后再利用已經(jīng)確定的遺傳算法對(duì)研究中提出的切削加工的例子進(jìn)行切削參數(shù)的優(yōu)化。并得到了比經(jīng)驗(yàn)值更為優(yōu)秀的切削參數(shù),最終證實(shí)了算法優(yōu)化的效果,能夠?qū)?shí)踐起到一定的指導(dǎo)作用,對(duì)公司的效益有較大的益處。(3)對(duì)切削參數(shù)優(yōu)化過之后,在本文中對(duì)數(shù)控機(jī)床中的程序段的編制,進(jìn)行了一定的分析研究。在數(shù)控機(jī)床中對(duì)待加工材料的一次走刀過程進(jìn)行分析,并且將該次走刀的程序段提取出來。利用C++,將S和F功能字中的相關(guān)參數(shù)從單次走刀的程序段中提取出來。接著利用公式將其轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ぶ械那邢魉俣群瓦M(jìn)給量。然后再利用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化,將經(jīng)驗(yàn)值切削速度125.6m/min和進(jìn)給量0.10mm/rev優(yōu)化為切削速度130.4m/min進(jìn)給量為0.16mm/rev,將原數(shù)控加工程序段進(jìn)行修改,并進(jìn)行加工,完成單次走刀的優(yōu)化過程。通過對(duì)鈦合金Ti-6Al-4V的有限元仿真分析以及對(duì)切削參數(shù)對(duì)切削力和切削溫度的影響的研究,并對(duì)加工鈦合金的切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,可以在一定意義上改善鈦合金加工上的困難。
[Abstract]:In this paper , the cutting force and cutting temperature need to be optimized . ( 3 ) After optimization of the cutting parameters , a certain analysis and research is made on the programming of the program segments in numerical control machine tools . The program segments of the machining materials are extracted in the numerical control machine tool . Then , the parameters of the S and F function words are extracted from the program segments of the single pass . By using the formula , the cutting speed is 125.6m / min and the feed amount of 0.10mm / rev is optimized to the cutting speed of 130.4mm / min . The cutting speed is 125.6m / min and the feed amount of 0.10mm / rev is optimized to the cutting speed 130.4mm / min . The cutting parameters of the machining titanium alloy are optimized , and the difficulty in the processing of the titanium alloy can be improved in a certain sense .
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG519.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2036923