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简述刀尖航空用钛合金切削力试验和仿真

收藏本文 2024-04-10 点赞:5053 浏览:14067 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:钛合金以其优良的综合性能在航空工业中得到了广泛运用,以其制造的零件多为薄壁件,此类零件的形状精度对切削力十分敏感,由此深入探讨钛合金切削历程中切削力的特点具有重要作用。本论文采取试验探讨和有限元仿真相结合的方式探讨了加工钛合金的切削力。建立了基于生产实际的非自由切削三维几何模型,并将刀尖圆弧半径和已加工表面工件回弹纳入模型中。实验中结合高速切削、微量润滑等技术,探讨了切削三要素、刀具磨损、刀具材料以及润滑条件对钛合金切削力的影响,并通过正交试验和回归浅析拟合了T钛合金三向切削力的经验公式。建立了T钛合金的材料模型、摩擦模型,确定了切屑分离准则、断裂准则,通过三维仿真,浅析了高速切削时的切削力变化规律以及切削温度对切削力的影响,通过二维仿真,浅析了刀具角度和锯齿状切屑对切削力的影响。探讨结果表明,刀尖圆弧半径对于进给力和背向力有重要影响;刀具磨损严重影响切削力,可以通过切削力的变化监测刀具磨损程度;微量润滑可以有效降低切削力;锯齿状切屑的形成会引起切削力与之同频率的波动。关键词:钛合金论文高速切削论文切削力论文刀尖圆弧半径论文微量润滑论文

    摘要6-7

    Abstract7-11

    第1章 绪论11-18

    1.1 钛合金在航空航天领域的运用11-12

    1.2 钛合金的性能特点12-14

    1.2.1 钛和钛合金12

    1.2.2 钛合金的分类12-13

    1.2.3 钛合金用于航空工业的优势13

    1.2.4 钛合金的切削加工特点13-14

    1.3 课题探讨的背景和作用14-16

    1.3.1 课题来源14

    1.3.2 课题作用14-16

    1.4 国内外探讨近况16-17

    1.5 本课题主要探讨内容17

    1.6 本章小结17-18

    第2章 切削力论述与非自由切削几何模型18-27

    2.1 切削力论述18-20

    2.1.1 切削力的定义18

    2.1.2 切削力的来源18-19

    2.1.3 切削力的合成与分解19-20

    2.1.4 切削力的计算20

    2.2 切削力的测量20-22

    2.3 影响切削力的因素22-23

    2.4 非自由切削几何模型23-26

    2.5 相关软件坐标统一26

    2.6 本章小结26-27

    第3章 切削力的试验探讨27-49

    3.1 试验条件27-29

    3.1.1 机床和刀具27-28

    3.1.2 工件材料28

    3.1.3 测量仪器和设备28-29

    3.2 DynoWare 软件操作29-30

    3.3 正交试验与切削力经验公式30-34

    3.3.1 正交试验30-32

    3.3.2 切削力的回归浅析32-34

    3.4 切削三要素对切削力的影响34-43

    3.4.1 各因素的极差浅析34-35

    3.4.2 切削速度对切削力影响的试验35-37

    3.4.3 进给量对切削力影响的试验37-40

    3.4.4 切削深度对切削力影响的试验40-43

    3.5 刀具磨损对切削力的影响43-46

    3.6 刀具材料对切削力的影响46-47

    3.7 润滑条件对切削力的影响47-48

    3.8 本章小结48-49

    第4章 基于 DEFORM-3D 的切削力探讨49-63

    4.1 DEFORM-3D 介绍49-51

    4.2 材料模型的建立51-54

    4.2.1 材料的弹性性能51

    4.2.2 材料的热性能51-52

    4.2.3 材料的本构模型52-53

    4.2.4 断裂准则模型53-54

    4.2.5 T 的其他物理性能54

    4.3 切削模型的建立54-58

    4.3.1 几何模型及网格化分55-56

    4.3.2 三维仿真摩擦模型56-57

    4.3.3 切屑分离准则57-58

    4.3.4 热交换模型58

    4.4 高速切削仿真58-62

    4.4.1 验证性仿真58-60

    4.4.2 切削速度对切削力影响的仿真60

    4.4.3 进给量对切削力影响的仿真60-61

    4.4.4 切削深度对切削力影响的仿真61-62

    4.4.5 切削温度对切削力的影响62

    4.5 本章小结62-63

    第5章 基于 DEFORM-2D 的刀具角度及切屑形状与切削力联系的探讨63-69

    5.1 DEFORM-2D 介绍63

    5.2 仿真模型的建立63-65

    5.2.1 正交切削几何模型63-64

    5.2.2 二维仿真摩擦模型64-65

    5.3 刀具几何角度对切削力的影响65-67

    5.3.1 前角对切削力影响的仿真65-66

    5.3.2 后角对切削力影响的仿真66-67

    5.4 锯齿状切屑与切削力波动的联系67-68

    5.5 本章小结68-69

    结论69-70

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