【摘要】：鈦合金被廣泛應用于航天、醫(yī)療、冶金、化工等行業(yè)。由于其導熱系數(shù)低、化學活性大、變形系數(shù)小等加工特點,在傳統(tǒng)的切削加工過程中常出現(xiàn)鋸齒形切屑引起的切削系統(tǒng)振動、加工硬化嚴重、切削力過大等現(xiàn)象。本文利用實驗與仿真相結(jié)合的方式分別對鈦合金鋸齒形切屑形成機理以及多工步加工過程進行了分析,揭示了鈦合金多工步加工切屑形成機理。首先進行了鈦合金正交切削實驗,研究了切削速度、進給量對切削力以及切屑形態(tài)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著切削速度的增大,切屑鋸齒化程度增大,切削力下降;隨進給量的增加,切屑鋸齒化程度增大,切削力增大。采用剪切角理論分析了鈦合金切削過程中的鋸齒形切屑形成機理。利用Abaqus有限元軟件對鈦合金切削進行了仿真建模。采用正交切削實驗得到的切屑形態(tài)與切削力對有限元模型進行正確性驗證。利用仿真模型分析了沿深度方向的殘余應力隨切削速度與刀具前角的變化規(guī)律,結(jié)果表明:在不同切削速度與刀具前角情況下,殘余應力沿深度方向上的分布規(guī)律相同。對鈦合金進行了多工步切削實驗,研究了加工表面硬度隨切削速度、切削厚度的變化規(guī)律。分析了切削速度、切削厚度對不同工步加工表面硬度的影響,并對不同加工工步的切屑宏觀形態(tài)進行了分析。結(jié)果表明:固定第二工步切削速度與切削厚度,加工表面硬度隨第一工步切削厚度的增加而減小,而隨第一工步切削速度的增加無明顯變化。利用有限元切削模型對鈦合金鋸齒形切屑的形成過程進行了模擬,并針對鈦合金多工步加工進行了仿真及分析。結(jié)果表明:隨著第一工步的切削速度增大,第一工步加工表面單元的剛度損傷當量、等效塑性應變PEEQ逐漸下降,Mises應力逐漸上升,導致了第二工步切屑鋸齒化程度隨第一工步切削速度的增加而減小。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG506
【圖文】：

Ｄｅｈｍａｎｉ等［７１＇７２］研究了己加工表面的溫度和應變累積對下道工序的影響，對殘余應力的分布進行了分析。在以往的研究中，大多都沒有考慮上一步加工導的誤差與硬度影響。前道工序?qū)ぜ砻娴膽�、應變有較大影響，從而影響到一工步的切屑形成過程。逡逑１．４目前研究存在的問題逡逑關(guān)于鈦合金切削過程中鋸齒形切肩的形成機理以及在多工步加工過程中切的形成規(guī)律目前存在的問題有：逡逑（１）國內(nèi)外學者均采用實驗與仿真相結(jié)合的方式對鋸齒形切肩形成機理進行究，雖然目前多數(shù)學者支持絕熱剪切理論，但是對鈦合金鋸齒狀切肩的形成機理然存在分歧＝逡逑（２）切屑鋸齒化是鈦合金加工過程中影響加工質(zhì)量的重要因素之一，每一工

在每組實驗完成后，都將切屑進行收集，并按照切削參數(shù)進行標記。將切屑進逡逑行鑲嵌，對其研磨、拋光、腐蝕，其中腐蝕劑為３ｍｌ氫氟酸，５ｍｌ硝酸，１００ｍｌ水逡逑配出的溶液，一般腐蝕時間為３０ｓ？６０ｓ。利用掃描電子顯微鏡觀測切屑形態(tài)，圖２－逡逑２為不同切削參數(shù)情況下的切肩形態(tài)。逡逑由圖２－２可以看出，當切削速度與進給量較大時，出現(xiàn)鋸齒形切肩。圖２－３為逡逑鋸齒化程度特征參數(shù)，本文使用Ｇ來表示鋸齒形切肩的鋸齒化程度［７２］：逡逑Ｇ邋＝邋Ｈ￣￣邐（２－１）逡逑ｓ邋Ｈ逡逑式中Ｈ——齒頂高度；逡逑Ｃ——齒谷高度。逡逑－１２－逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2717458