鎳基高溫合金因其優(yōu)異的高溫特性而被廣泛應用于航空航天發(fā)動機核心零件,然而其切削加工性差、加工用刀具昂貴、刀具易磨損以及加工效率低下,采用傳統(tǒng)的實驗手段研究鎳基高溫合金銑削工藝優(yōu)化會大大增加研發(fā)成本和周期。隨著計算機技性能的提升以及有限元技術在切削領域的快速發(fā)展,采用數值模擬手段部分代替實驗已經成為研究趨勢。本論文基于Abaqus/Explicit仿真平臺對整體式硬質合金立銑刀銑削鎳基高溫合金GH4169進行了研究,具體內容如下:（1）闡述了金屬切削有限元仿真的關鍵技術,根據銑削工藝建立了三維銑削數值模擬模型;（2）設計了整體式硬質合金立銑刀銑削GH4169的實驗,同時基于該切削用量建立了三維銑削仿真模型,立銑刀模型首先采用逆向工程進行三維實體掃描,然后通過點云重構刀具以減小因刀具幾何結構誤差帶來的不確定因素,最后以切削力為指標,通過對比分析后發(fā)現仿真結果和實驗所測切削力最大誤差在20%左右,并且兩者切削力變化趨勢相同,驗證了仿真模型的可靠性;（3）基于驗證后的銑削仿真模型,設計了高效銑削GH4169的工藝參數優(yōu)化正交試驗,采用最小切削力和切削溫度作為評價指標并以材料去除率作為參考最終得... 

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 鎳基高溫合金的研究現狀
        1.2.1 鎳基高溫合金的高速切削研究現狀
        1.2.2 切削仿真研究現狀
    1.3 本課題主要研究內容
第2章 GH4169 三維銑削關鍵技術
    2.1 引言
    2.2 材料的本構模型
        2.2.1 Zerilli-Armstrong本構模型
        2.2.2 Usui本構模型
        2.2.3 Drucker Prager本構模型
        2.2.4 Johnson-Cook本構模型
    2.3 材料損傷模型
    2.4 刀具工件接觸模型
        2.4.1 面面接觸和通用接觸算法
        2.4.2 刀具工件摩擦模型
        2.4.3 熱交換模型和傳熱
    2.5 刀具和工件材料屬性
    2.6 網格劃分技術
    2.7 本章小結
第3章 鎳基高溫合金GH4169 銑削實驗
    3.1 引言
    3.2 刀具幾何重構
    3.3 實驗準備
        3.3.1 銑削實驗刀具和工件材料
        3.3.2 實驗機床
        3.3.3 測量設備與儀器
    3.4 實驗條件設計
    3.5 仿真結果分析
        3.5.1 切削速度對切削力影響分析
        3.5.2 進給速度對切削力影響分析
        3.5.3 軸向切深對切削力影響分析
        3.5.4 銑削機理研究
    3.6 實驗與仿真對比分析
        3.6.1 實驗仿真切屑形態(tài)對比
        3.6.2 實驗仿真切削力對比
    3.7 本章小結
第4章 銑削數值模擬工藝參數研究
    4.1 引言
    4.2 基于切削用量參數優(yōu)化的正交試驗
        4.2.1 正交試驗設計
        4.2.2 多指標試驗和極差分析
        4.2.3 最優(yōu)組合成果分析
    4.3 基于刀具結構優(yōu)化的單因素試驗
        4.3.1 整體式硬質合金立銑刀三維建模
        4.3.2 單因素實驗設計方案
        4.3.3 單因素試驗結果分析
            4.3.3.1 徑向前角γ0 單因素分析
            4.3.3.2 螺旋角對仿真結果的影響
    4.4 本章總結
第5章 總結與展望
    5.1 論文總結
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝



本文編號：3722606