学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钛合金高速切削加工机理的仿真研究

作　者: 邓小野
导　师: 姜增辉
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 钛合金高速切削切削力切屑形成残余应力
分类号: TG506
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 163次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钛合金以其无可替代的优良特性得到了越来越广泛的应用，其生产和制造的需求越来越多。由于钛合金是典型的难加工材料，它的高效加工是当前亟待解决的问题，对钛合金高速切削加工机理进行仿真分析具有极其重要的意义。本文基于金属切削加工理论和有限元分析法，通过有限元软件建立了钛合金高速切削加工仿真模型，确定了切削仿真所需要的摩擦模型、切屑分离准则、断裂准则等关键技术。首先通过三维仿真模型，在正交试验法方案的基础上对TC4高速切削加工中的切削力进行了仿真分析，得到了可靠的经验公式，并分析了切削参数对切削力的影响情况；其次通过正交切削方案对TC4的切屑的形成过程进行了仿真，分析了锯齿状切屑的形成机理，并总结了刀具前角和切削参数对切屑形状的影响规律；最后通过对有效工艺路线的模拟，研究了TC4高速切削加工中已加工表面残余应力的分布情况，总结了切削速度和刀具结构对工件表面残余应力分布的影响。仿真结果表明，所得到的切削力、残余应力符合高速切削加工理论，切屑形状与实际加工相似，说明所建有限元切削仿真模型有效，可以用来研究钛合金在高速切削加工中的切削状况，仿真中所得到的结论信息为接下来的研究及实际加工提供重要参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 课题研究的背景和意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-15
  1.3 钛合金的性能及其切削特点  15-18
    1.3.1 钛合金的分类及其物理特性  15-17
    1.3.2 钛合金的切削特点  17-18
  1.4 课题主要研究内容  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第2章 DEFORM 软件及切削模型的建立  20-30
  2.1 软件介绍  20-22
    2.1.1 适用范围和对象  20-21
    2.1.2 功能模块  21-22
  2.2 TC4 材料模型的建立  22-26
    2.2.1 材料的本构模型  22-23
    2.2.2 断裂准则模型  23-24
    2.2.3 TC4 的其他物理性能  24-26
  2.3 有限元切削仿真模型  26-29
    2.3.1 几何模型及其网格划分  26-27
    2.3.2 摩擦模型的建立  27-28
    2.3.3 切屑分离标准的设定  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章切削力的有限元仿真分析  30-46
  3.1 有限元法及其应用  30-31
  3.2 切削力理论的分析  31-34
    3.2.1 切削力的定义  31-33
    3.2.2 影响切削力的因素  33-34
  3.3 基于 Deform 的切削力仿真分析  34-41
    3.3.1 仿真过程中的切削力  35-37
    3.3.2 正交试验的设计  37-39
    3.3.3 切削力的回归分析  39-41
  3.4 切削要素对切削力影响的仿真分析  41-44
    3.4.1 各因素的极差分析  41-42
    3.4.2 切削速度对切削力的影响  42-43
    3.4.3 切削深度和进给量对切削力的影响  43-44
  3.5 本章小结  44-46
第4章切屑形成机理的仿真分析  46-64
  4.1 切屑形成理论的分析  46-50
    4.1.1 金属切削过程的变形  46-49
    4.1.2 切削过程形成切屑的类型  49-50
  4.2 TC4 锯齿状切屑形成过程的仿真分析  50-55
  4.3 切削参数对切屑形状的影响  55-63
    4.3.1 切削深度对锯齿形切屑的影响  55-57
    4.3.2 进给量对锯齿形切屑的影响  57-59
    4.3.3 切削速度对锯齿形切屑的影响  59-61
    4.3.4 刀具前角对锯齿形切屑的影响  61-63
  4.4 本章小结  63-64
第5章工件表面残余应力分布的仿真分析  64-79
  5.1 残余应力分布的理论  64-66
    5.1.1 切削加工表面残余应力的产生  64
    5.1.2 表面残余应力分析的方法  64-66
  5.2 残余应力的仿真模型  66-67
  5.3 工件表面残余应力的分布  67-70
  5.4 切削参数对残余应力分布的影响  70-78
    5.4.1 切削速度对残余应力分布的影响  70-72
    5.4.2 刀具前角对残余应力分布的影响  72-74
    5.4.3 刀具后角对残余应力分布的影响  74-76
    5.4.4 刀具刃口半径对残余应力分布的影响  76-78
  5.5 本章小结  78-79
结论  79-81
参考文献  81-85
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  85-86
致谢  86-87

钛合金高速切削加工机理的仿真研究

内容摘要

全文目录

相似论文