【摘要】：鈦合金被廣泛應(yīng)用于航天、醫(yī)療、冶金、化工等行業(yè)。由于其導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)活性大、變形系數(shù)小等加工特點(diǎn),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(yán)重、切削力過大等現(xiàn)象。本文利用實(shí)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(jī)理以及多工步加工過程進(jìn)行了分析,揭示了鈦合金多工步加工切屑形成機(jī)理。首先進(jìn)行了鈦合金正交切削實(shí)驗,研究了切削速度、進(jìn)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(jìn)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(jī)理。利用Abaqus有限元軟件對鈦合金切削進(jìn)行了仿真建模。采用正交切削實(shí)驗得到的切屑形態(tài)與切削力對有限元模型進(jìn)行正確性驗證。利用仿真模型分析了沿深度方向的殘余應(yīng)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(yīng)力沿深度方向上的分布規(guī)律相同。對鈦合金進(jìn)行了多工步切削實(shí)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(jìn)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(jìn)行了模擬,并針對鈦合金多工步加工進(jìn)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(dāng)量、等效塑性應(yīng)變PEEQ逐漸下降,Mises應(yīng)力逐漸上升,導(dǎo)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(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(yīng)變累積對下道工序的影響，對殘余應(yīng)力的分布進(jìn)行了分析。在以往的研究中，大多都沒有考慮上一步加工導(dǎo)的誤差與硬度影響。前道工序?qū)ぜ砻娴膽?yīng)力、應(yīng)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(jī)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(xué)者均采用實(shí)驗與仿真相結(jié)合的方式對鋸齒形切肩形成機(jī)理進(jìn)行究，雖然目前多數(shù)學(xué)者支持絕熱剪切理論，但是對鈦合金鋸齒狀切肩的形成機(jī)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(shí)驗完成后，都將切屑進(jìn)行收集，并按照切削參數(shù)進(jìn)行標(biāo)記。將切屑進(jìn)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(dāng)切削速度與進(jìn)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(xiàn)】

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本文編號：2717458