航空用钛合金切削力的试验研究与仿真

【类型】学位论文

【作者】吕杨 

【关键词】 钛合金 高速切削 切削力 刀尖圆弧半径 微量润滑

【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应用，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，因此深入研究钛合金切削过程中切削力的特点具有重要意义。本文采用试验研究和有限元仿真相结合的方式研究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，研究了切削三要素、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分析拟合了TC4钛合金三向切削力的经验公式。建立了TC4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，分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，分析了刀具角度和锯齿状切屑对切削力的影响。研究结果表明，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。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳理工大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】姜增辉

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