鈦合金Ti6A14V具有良好的機械力學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用到航空航天、石油化工、汽車等重要機械制造領(lǐng)域。Ti6A14V是難加工材料,具有加工硬化、化學(xué)活性大、導(dǎo)熱性差、彈性模量小的特點。其差的切削加工性使得加工中刀具磨損加快,加工表面質(zhì)量變差。提高鈦合金的切削加工效率是制造業(yè)中迫切需要解決的難題。論文在鈦合金銑削加工現(xiàn)狀綜述分析基礎(chǔ)上,對鈦合金Ti6A14V銑削機理與工藝進行系統(tǒng)的仿真和實驗研究,通過有限元仿真得到的切削力、切削溫度及計算得到的單位切削能作為評價切削性能的數(shù)據(jù)指標(biāo),以研究刀具幾何參數(shù)、刀具材料及涂層、切削參數(shù)對Ti6A14V切削性能的影響規(guī)律。建立平頭立銑刀三維立銑模型,采用單因素實驗法模擬分析TiAlN/TiN/TiAlN涂層硬質(zhì)合金平頭立銑刀刀具螺旋角、刀具徑向前角和刀具齒數(shù)對切削力、單位切削能及切削溫度的影響,研究發(fā)現(xiàn)：對切削力和單位切削能的影響從大到小依次是刀具齒數(shù)、刀具徑向前角、刀具螺旋角；對于切削溫度,刀具齒數(shù)影響最大,刀具螺旋角次之,刀具徑向前角最小；立銑刀刀具螺旋角選為45°、刀具齒數(shù)選為3、刀具徑向前角選為10.5°時,刀具切削性能最佳。通過涂層硬質(zhì)合金平... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 鈦及其合金
        1.1.1 鈦合金的主要應(yīng)用
        1.1.2 鈦合金的切削加工性
    1.2 鈦合金加工時的刀具失效模型及磨損機理
    1.3 刀具涂層技術(shù)
        1.3.1 刀具涂層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 刀具涂層技術(shù)的發(fā)展方向
    1.4 銑削加工的特點
    1.5 刀具幾何參數(shù)對鈦合金切削加工性能的影響
        1.5.1 刀具圓弧半徑
        1.5.2 刀具前角
        1.5.3 刀具螺旋角
        1.5.4 刀具后角
    1.6 仿真軟件的選擇
    1.7 課題來源及主要研究內(nèi)容
第2章 Ti6Al4V立銑加工刀具幾何參數(shù)研究
    2.1 平頭立銑刀銑削三維有限元仿真
        2.1.1 平頭立銑刀銑削三維有限元仿真模型
        2.1.2 工件材料Ti6Al4V的本構(gòu)模型
        2.1.3 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V有限元參數(shù)設(shè)置
    2.2 銑削Ti6Al4V有限元仿真切削力實驗驗證
    2.3 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V的有限元仿真結(jié)果分析
        2.3.1 刀具螺旋角對切削力、單位切削能及切削溫度的影響
        2.3.2 刀具齒數(shù)對切削力、單位切削能及切削溫度的影響
        2.3.3 刀具徑向前角對切削力、單位切削能及切削溫度的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Ti6Al4V立銑加工刀具涂層研究
    3.1 立銑加工三維銑削模型的建立及實驗驗證
        3.1.1 Ti6Al4V材料的本構(gòu)模型
        3.1.2 平頭立銑刀三維銑削Ti6Al4V有限元仿真模型
        3.1.3 銑削Ti6Al4V有限元仿真切削力實驗驗證
        3.1.4 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V有限元參數(shù)設(shè)置
    3.2 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V有限元仿真結(jié)果與分析
        3.2.1 涂層厚度對切削力、單位切削能及刀具切削溫度的影響
        3.2.2 涂層材料對切削力、單位切削能及刀具切削溫度的影響
        3.2.3 切削速度對涂層刀具、未涂層刀具切削力的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 Ti6Al4V立銑加工切削參數(shù)的單因素研究
    4.1 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V有限元仿真參數(shù)設(shè)置
    4.2 平頭立銑刀銑削Ti6Al4V的有限元仿真結(jié)果分析
        4.2.1 切削速度對切削力、切削溫度影響的仿真分析
        4.2.2 每齒進給量對切削力、切削溫度影響的仿真分析
        4.2.3 軸向切削深度對切削力、切削溫度影響的仿真分析
        4.2.4 徑向切削深度對切削力、切削溫度影響的仿真分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 Ti6Al4V銑削加工刀具材料的研究
    5.1 刀具材料
        5.1.1 刀具材料應(yīng)具備的性能
        5.1.2 鈦合金Ti6Al4V加工用刀具材料
    5.2 銑削加工Ti6Al4V有限元仿真設(shè)置
    5.3 銑削加工Ti6Al4V的有限元仿真結(jié)果分析
        5.3.1 不同材料刀具銑削加工Ti6Al4V的切削力
        5.3.2 不同材料刀具銑削加工Ti6Al4V的刀具溫度峰值
        5.3.3 不同材料刀具銑削加工Ti6Al4V的刀具溫度場分布
        5.3.4 不同材料刀具銑削加工Ti6Al4V的刀具應(yīng)力場分布
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3663368