高速切削Ti6Al4V硬质合金刀具磨损预测研究

发布时间：2017-11-29 18:07

  本文关键词：高速切削Ti6Al4V硬质合金刀具磨损预测研究

  更多相关文章： 刀具磨损 高速切削 Ti6Al4V 有限元 测温系统

【摘要】：钛合金材料因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优良的综合性能,在航天、航空等诸多领域获得了广泛应用。但钛合金材料亦具有导热系数小、高温化学活性强和弹性模量低等特性,属于典型的难加工材料。刀具的快速磨损是制约钛合金高速切削加工的主要因素,刀具磨损不仅增加刀具消耗,而且影响加工质量、降低生产率。本文首先,基于Lab VIEW开发切削温度测量系统;其次,通过切削(车削)试验,研究高速切削Ti6A14V硬质合金刀具的磨损过程;然后,探讨实现刀具磨损仿真的关键技术及方法,借助有限软件MSC.Marc建立钛合金高速切削刀具磨损有限元模型,通过刀具磨损试验进行仿真结果的验证,分析切削参数对刀具磨损的影响规律,给出高速切削钛合金参数的合理范围;最后,研究刀具磨损对加工过程的影响规律。本研究对降低加工费用、提高切削效率及优化刀具结构具有重要的意义。具体研究内容如下:(1)根据高速切削钛合金刀具磨损实验的需求,开发一套切削温度采集系统。阐述自然热电偶测温原理,然后进行标定方法的论述,给出自然热电偶快速标定方法和冷端补偿办法。采用图形化编程软件Lab VIEW实现温度信号的采集、处理、分析、读取、存储和自然热电标定等功能。(2)研究刀具磨损仿真的关键技术,包括材料本构模型、摩擦模型和几何模型的建立,建立高速切削钛合金有限元模型。通过切削实验,探讨切削钛合金时刀具的磨损过程。结合试验和仿真获取的相关参数,建立适用的刀具磨损率模型。(3)通过采取增大刀-屑间传热系数、网格重划分等方法,解决仿真中刀具温度场不稳定、刀具磨损形貌更新等一系列问题,建立刀具磨损仿真有限元模型,通过试验对模型进行验证。(4)研究切削参数对刀具磨损的影响规律,确定高速切削钛合金参数的合理范围。探讨月牙洼形貌的发展,揭示高速切削条件下刀具快速磨损过程,分析刀具磨损对切削温度、刀具应力及应变的影响规律。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG711;TG501

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王晓琴;艾兴;赵军;郭培全;;硬质合金刀具高速干铣削Ti6Al4V刀具寿命研究及切削参数优化[J];组合机床与自动化加工技术;2008年08期

2 姜增辉;李玉朋;吕杨;;切削用量对车削Ti6Al4V切削力影响的研究[J];制造技术与机床;2013年08期

3 范依航;郑敏利;杨树财;程明明;;基于刀具磨损和切屑形成对切削Ti6Al4V的切削力特性研究[J];制造技术与机床;2011年08期

4 曹自洋;何宁;李亮;朱文明;;高速切削钛合金Ti6Al4V切屑的形成及其数值模拟[J];中国机械工程;2008年20期

5 王辉;周丰;韩荣第;;绿色铣削Ti6Al4V的切削变形试验研究[J];工具技术;2012年09期

6 杨勇;李长河;孙杰;;钛合金Ti6Al4V铣削加工中切削力的三维数值模拟[J];应用基础与工程科学学报;2010年03期

7 陈瑞润;丁宏升;郭景杰;梁富振;张子钦;毕维生;刘林;傅恒志;;工艺参数影响冷坩埚熔铸Ti6Al4V温度场计算[J];材料科学与工艺;2009年04期

8 王明海;李世永;王京刚;高蕾;;航空钛合金Ti6Al4V的三维铣削加工有限元仿真[J];机械科学与技术;2014年07期

9 王明海;王京刚;郑耀辉;李世永;高蕾;;钛合金Ti6Al4V铣削有限元仿真分析[J];制造业自动化;2013年22期

10 王晓琴;艾兴;赵军;李甜甜;;硬质合金刀具铣削Ti6Al4V时刀具磨损及切削力研究[J];制造技术与机床;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 张高会;黄国青;于明洲;吴太全;张平则;;Ti6Al4V双层辉光离子无氢渗碳扩散动力学[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年

2 张高会;黄国青;于明洲;吴太全;张平则;;Ti6Al4V双层辉光离子无氢渗碳扩散动力学(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 王洋;高速切削Ti6Al4V硬质合金刀具磨损预测研究[D];安徽工业大学;2016年

2 李川平;Ti6Al4V钛合金动态本构模型与高速切削有限元模拟研究[D];兰州理工大学;2011年

3 刘月萍;铣削Ti6Al4V刀具刃口钝化研究[D];山东大学;2010年

4 沙东;Ti6Al4V表面激光织构化及其摩擦学特性研究[D];大连海事大学;2011年

，

本文编号：1237604