航空鈦合金Ti6Al4V的高速銑削表面完整性模擬分析研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的日新月異，鈦合金Ti6Al4V由于其耐熱性、耐腐蝕、強(qiáng)度和塑性較好，被廣泛的應(yīng)用到高溫、高壓和高速等特殊的條件下，且要求滿足較好的配合精度、抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性，所以對(duì)表面完整性提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)表面完整性的研究主要集中在表面殘余應(yīng)力、表面加工硬化和表面粗糙度。
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得應(yīng)用有限元法研究高速切削加工表面完整性的越來(lái)越多。本文闡述了有限元法在高速切削加工中的一些關(guān)鍵技術(shù)，高速切削有限元法的整體控

2、制方程、有限元的幾何模型、材料的本構(gòu)方程、摩擦模型、切屑分離準(zhǔn)則、切屑斷裂準(zhǔn)則、切削過(guò)程中熱的傳遞和耗散等。在對(duì)有限元幾何模型的探究中，結(jié)合Ti6Al4V在實(shí)際加工中每齒進(jìn)給量和軸向切削深度小的特點(diǎn)，對(duì)斜角切削模型進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化。通過(guò)SHPB試驗(yàn)測(cè)得不同應(yīng)變率下，各個(gè)溫度的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，應(yīng)用Matlab軟件擬合出了該材料的Power-law本構(gòu)模型。
　　基于Oxley切削模型，結(jié)合Power-law材料本構(gòu)模型建立了殘余應(yīng)力

3、的預(yù)測(cè)模型。設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案，采用有限元軟件ThirdWaveAdvantedge研究了切削參數(shù)和刀具參數(shù)對(duì)表面殘余應(yīng)力的分布狀況的影響，通過(guò)極差分析法，找出了表面最小殘余拉應(yīng)力的最優(yōu)參數(shù)組合。
　　通過(guò)探究表面加工硬化的形成機(jī)理，得知工件應(yīng)變層深度對(duì)應(yīng)于工件硬化層深度，等效應(yīng)變值對(duì)應(yīng)于表面顯微硬度的加工硬化程度。設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，研究了切削參數(shù)和刀具參數(shù)對(duì)表面加工硬化的影響，并通過(guò)極差分析法得出了各因素的最優(yōu)水平和所有因素的最優(yōu)組合