以鈦合金Ti6Al4V為研究對象,基于ABAQUS有限元分析軟件,進(jìn)行二維切削仿真分析。采用正交實驗設(shè)計方法、極差分析和方差分析方法,研究刀具前角、切削深度、切削速度等工藝參數(shù)對切削力與切削溫度的影響規(guī)律。仿真試驗結(jié)果表明,在實驗參數(shù)范圍內(nèi)切削力隨切削深度的增大而增大,隨切削速度的增大先減小后增大;切削變形區(qū)最高溫度隨切削深度、切削速度的增大而增大;較大的刀具前角有利于減小切削力和切削溫度;刀具前角為10°,切削深度為0.3mm,切削速度為180m/min時切削力平均值最小;刀具前角為10°,切削深度為0.3mm,切削速度為60m/min時切削變形區(qū)最高溫度最低。 

【文章來源】：制造業(yè)自動化. 2020,42(11)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

工件、刀具裝配圖

圖2所示為鈦合金Ti6Al4V切削過程等效應(yīng)力和切削溫度典型分布云圖。由等效應(yīng)力云圖看出，在第一變形區(qū)等效應(yīng)力最大，第二、第三切削變形區(qū)等效應(yīng)力相對較小。由切削溫度分布云圖可知，切屑形成過程中工件材料劇烈的塑性變形導(dǎo)致切削第一變形區(qū)溫度最高。根據(jù)牛頓第三定律，切削力與刀具參考點的作用力等大反向，故由刀具參考點輸出切削仿真切削運動方向切削分力Fc、垂直切削運動方向切削分力Fp、切削合力Fs，并求得切削分力與切削合力在波動穩(wěn)定區(qū)域的平均值，切削溫度T提取工件網(wǎng)格單元在切削過程中的最大值。試驗結(jié)果如表5所示。

由極差分析表可知，切削深度是影響切削分力Fc和切削合力Fs的主要因素；刀具前角是影響切削分力Fp和切削溫度T的主要因素。切削分力Fc、Fp，切削合力Fs和切削溫度T與切削工藝參數(shù)的響應(yīng)關(guān)系如圖3～圖6所示。刀具前角為10°，切削深度為0.3mm，切削速度為180m/min時，切削分力Fc最��；刀具前角為10°，切削深度為0.3mm，切削速度為240m/min時切削分力Fp最��；刀具前角為10°，切削深度為0.3mm，切削速度為180m/min時切削合力Fs，最��；刀具前角為10°，切削深度為0.3mm，切削速度為60m/min時切削溫度T最低。對于Fc、Fp、Fs、T四個指標(biāo)，刀具前角皆以10°為最佳水平，且數(shù)值皆隨刀具前角減小而增大，切削深度皆以0.3mm為最佳水平，且數(shù)值皆隨切削深度增大而增大；切削速度對于不同指標(biāo)影響不同，對于指標(biāo)Fc、Fs，數(shù)值隨切削速度增大而先減小后增大，對于指標(biāo)Fp，數(shù)值隨切削速度增大而減小，對于指標(biāo)T，數(shù)值隨切削速度增大而增大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于長疲勞壽命的鈦合金Ti6Al4V銑削加工表面完整性研究[D]. 楊東.山東大學(xué) 2017

碩士論文
[1]剮齒切削過程仿真模型及其應(yīng)用研究[D]. 金永泉.天津大學(xué) 2016
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本文編號：3217984