钛合金TC17高速铣削试验研究及仿真

发布时间：2017-08-14 00:20

  本文关键词：钛合金TC17高速铣削试验研究及仿真

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【摘要】：钛合金TC17是一种近β型的α+β钛合金,它是一种具有优良性能的金属材料,广泛应用于航空航天工业和其他各个领域当中。然而由于其本身导热系数小、弹性模量低、高温化学活性高等特点。作为一种难加工材料,其在切削加工过程中存在切削力较大、切削温度很高、表面质量难以控制等缺点,极大制约了其在航天领域的广泛应用。因此,研究钛合金TC17的切削性能,合理的选择切削参数,对提高钛合金TC17的加工效率和加工质量具有重要意义。本文针对钛合金TC17材料,采用试验与仿真相结合的方法,重点研究切削参数对钛合金TC17高速铣削加工过程中切削力、表面粗糙度、切削温度的影响规律。本文主要研究内容如下:设计了高速铣削钛合金TC17铣削试验,对切削过程中的铣削力进行了研究,分析了不同切削参数对铣削力的影响规律,通过多元线性回归方程建立了高速铣削钛合金TC17的铣削力经验模型,并对经验模型进行试验验证,从而能够实现对铣削力的预测。基于钛合金TC17高速铣削试验,对加工后工件表面粗糙度进行了研究,分析了各个切削参数对表面粗糙度的影响程度以及影响规律,得到了最优铣削参数组合,利用多元线性回归法建立了高速铣削钛合金TC17表面粗糙度的预测模型。基于有限元软件DEFORME-3D,建立了钛合金TC17高速铣削仿真模型,研究了切削过程中切削温度的分布情况,设计了正交仿真试验,分析了铣削参数对高速铣削过程中切削温度的影响规律。
【关键词】：高速铣削 钛合金TC17 铣削力 铣削温度 表面粗糙度
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 钛合金TC17材料特性9-12
• 1.2.1 钛合金材料分类9-10
• 1.2.2 钛合金TC17的性能特点10-12
• 1.3 高速切削加工技术12-13
• 1.4 研究现状13-16
• 1.4.1 切削力研究进展13-14
• 1.4.2 切削温度的研究14-15
• 1.4.3 表面粗糙度研究现状15-16
• 1.4.4 存在的主要问题16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第2章 钛合金TC17高速铣削试验设计17-27
• 2.1 试验条件17-22
• 2.1.1 工件材料17-18
• 2.1.2 试验用刀具18-19
• 2.1.3 试验用机床19-20
• 2.1.4 测量仪器和设备20-22
• 2.2 试验方案22-26
• 2.2.1 铣削力试验方案设计22-24
• 2.2.2 表面粗糙度试验方案设计24-26
• 2.3 本章小节26-27
• 第3章 钛合金TC17高速铣削力的研究27-41
• 3.1 铣削力试验结果分析27-29
• 3.2 切削参数对铣削力的影响29-33
• 3.3 高速铣削TC17铣削力经验模型的建立33-39
• 3.3.1 多元线性回归方程原理33
• 3.3.2 多元线性回归数学模型33-36
• 3.3.3 线性回归铣削力预测模型36-37
• 3.3.4 线性回归的显著性检验37-39
• 3.3.5 铣削力经验模型验证39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 高速铣削钛合金TC17表面粗糙度研究41-48
• 4.1 表面粗糙度试验结果分析41-43
• 4.2 切削参数对表面粗糙度的影响43-45
• 4.3 表面粗糙度经验模型的建立45-47
• 4.3.1 表面粗糙度线性回归模型建立45
• 4.3.2 表面粗糙度线性回归的显著性检验45-46
• 4.3.3 表面粗糙度经验模型验证46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 高速铣削钛合金TC17切削温度研究48-61
• 5.1 DEFORM-3D软件简介48-50
• 5.2 切削模型的建立50-52
• 5.2.1 几何模型的建立和网格划分50-51
• 5.2.2 接触摩擦模型51-52
• 5.2.3 切屑分离准则52
• 5.3 工件材料模型52-55
• 5.3.1 材料的弹性性能和热性能53-54
• 5.3.2 材料的流动应力模型54-55
• 5.3.3 刀具磨损模型55
• 5.4 高速铣削仿真55-60
• 5.4.1 切削温度仿真试验55
• 5.4.2 仿真结果分析55-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 彭艳萍,曾凡昌,王俊杰,章怡宁,夏绍玉;国外航空钛合金的发展应用及其特点分析[J];材料工程;1997年10期

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本文编号：669796