本文關(guān)鍵詞：航空用鈦合金切削力的試驗(yàn)研究與仿真

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【摘要】：鈦合金以其優(yōu)良的綜合性能在航空工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，以其制造的零件多為薄壁件，此類零件的形狀精度對(duì)切削力十分敏感，因此深入研究鈦合金切削過程中切削力的特點(diǎn)具有重要意義。 本文采用試驗(yàn)研究和有限元仿真相結(jié)合的方式研究了加工鈦合金的切削力。建立了基于生產(chǎn)實(shí)際的非自由切削三維幾何模型，并將刀尖圓弧半徑和已加工表面工件回彈納入模型中。實(shí)驗(yàn)中結(jié)合高速切削、微量潤滑等技術(shù)，研究了切削三要素、刀具磨損、刀具材料以及潤滑條件對(duì)鈦合金切削力的影響，并通過正交試驗(yàn)和回歸分析擬合了TC4鈦合金三向切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。建立了TC4鈦合金的材料模型、摩擦模型，確定了切屑分離準(zhǔn)則、斷裂準(zhǔn)則，通過三維仿真，分析了高速切削時(shí)的切削力變化規(guī)律以及切削溫度對(duì)切削力的影響，通過二維仿真，分析了刀具角度和鋸齒狀切屑對(duì)切削力的影響。 研究結(jié)果表明，刀尖圓弧半徑對(duì)于進(jìn)給力和背向力有重要影響；刀具磨損嚴(yán)重影響切削力，，可以通過切削力的變化監(jiān)測(cè)刀具磨損程度；微量潤滑可以有效降低切削力；鋸齒狀切屑的形成會(huì)引起切削力與之同頻率的波動(dòng)。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金 高速切削 切削力 刀尖圓弧半徑 微量潤滑
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V252.2;TG501
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 鈦合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用11-12
• 1.2 鈦合金的性能特點(diǎn)12-14
• 1.2.1 鈦和鈦合金12
• 1.2.2 鈦合金的分類12-13
• 1.2.3 鈦合金用于航空工業(yè)的優(yōu)勢(shì)13
• 1.2.4 鈦合金的切削加工特點(diǎn)13-14
• 1.3 課題研究的背景和意義14-16
• 1.3.1 課題來源14
• 1.3.2 課題意義14-16
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第2章 切削力理論與非自由切削幾何模型18-27
• 2.1 切削力理論18-20
• 2.1.1 切削力的定義18
• 2.1.2 切削力的來源18-19
• 2.1.3 切削力的合成與分解19-20
• 2.1.4 切削力的計(jì)算20
• 2.2 切削力的測(cè)量20-22
• 2.3 影響切削力的因素22-23
• 2.4 非自由切削幾何模型23-26
• 2.5 相關(guān)軟件坐標(biāo)統(tǒng)一26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 切削力的試驗(yàn)研究27-49
• 3.1 試驗(yàn)條件27-29
• 3.1.1 機(jī)床和刀具27-28
• 3.1.2 工件材料28
• 3.1.3 測(cè)量儀器和設(shè)備28-29
• 3.2 DynoWare 軟件操作29-30
• 3.3 正交試驗(yàn)與切削力經(jīng)驗(yàn)公式30-34
• 3.3.1 正交試驗(yàn)30-32
• 3.3.2 切削力的回歸分析32-34
• 3.4 切削三要素對(duì)切削力的影響34-43
• 3.4.1 各因素的極差分析34-35
• 3.4.2 切削速度對(duì)切削力影響的試驗(yàn)35-37
• 3.4.3 進(jìn)給量對(duì)切削力影響的試驗(yàn)37-40
• 3.4.4 切削深度對(duì)切削力影響的試驗(yàn)40-43
• 3.5 刀具磨損對(duì)切削力的影響43-46
• 3.6 刀具材料對(duì)切削力的影響46-47
• 3.7 潤滑條件對(duì)切削力的影響47-48
• 3.8 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于 DEFORM-3D 的切削力研究49-63
• 4.1 DEFORM-3D 簡(jiǎn)介49-51
• 4.2 材料模型的建立51-54
• 4.2.1 材料的彈性性能51
• 4.2.2 材料的熱性能51-52
• 4.2.3 材料的本構(gòu)模型52-53
• 4.2.4 斷裂準(zhǔn)則模型53-54
• 4.2.5 TC4 的其他物理性能54
• 4.3 切削模型的建立54-58
• 4.3.1 幾何模型及網(wǎng)格化分55-56
• 4.3.2 三維仿真摩擦模型56-57
• 4.3.3 切屑分離準(zhǔn)則57-58
• 4.3.4 熱交換模型58
• 4.4 高速切削仿真58-62
• 4.4.1 驗(yàn)證性仿真58-60
• 4.4.2 切削速度對(duì)切削力影響的仿真60
• 4.4.3 進(jìn)給量對(duì)切削力影響的仿真60-61
• 4.4.4 切削深度對(duì)切削力影響的仿真61-62
• 4.4.5 切削溫度對(duì)切削力的影響62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第5章 基于 DEFORM-2D 的刀具角度及切屑形狀與切削力關(guān)系的研究63-69
• 5.1 DEFORM-2D 簡(jiǎn)介63
• 5.2 仿真模型的建立63-65
• 5.2.1 正交切削幾何模型63-64
• 5.2.2 二維仿真摩擦模型64-65
• 5.3 刀具幾何角度對(duì)切削力的影響65-67
• 5.3.1 前角對(duì)切削力影響的仿真65-66
• 5.3.2 后角對(duì)切削力影響的仿真66-67
• 5.4 鋸齒狀切屑與切削力波動(dòng)的關(guān)系67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位間發(fā)表的論文和取得的科研成果74-75
• 致謝75-76

【參考文獻(xiàn)】

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