鈦合金超聲振動輔助銑削數(shù)值模擬研究.pdf

1、鈦合金以自身無可替代的優(yōu)良特性得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其生產(chǎn)和制造的需求愈來愈多。但由于鈦合金是典型的難加工材料，它的加工成為當(dāng)前亟待解決的問題。插銑作為一種新興的銑削方式，是實現(xiàn)金屬高切除率最有效的加工方法之一，逐漸被工業(yè)界所認(rèn)可，尤其是在航空航天領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。超聲振動輔助插銑將超聲振動技術(shù)與普通插銑技術(shù)相結(jié)合，使刀具和工件之間形成脈沖式切削，達(dá)到減小切削力、降低切削熱，提高加工質(zhì)量和效率等目的。本文以鈦合金為研究對象，以有限元建

2、模仿真分析的形式對超聲振動輔助插銑的切削性能進(jìn)行了初步研究。
　　首先，研究了振動切削機(jī)理，分析了刀具的運動軌跡，通過軌跡公式推算一振動周期內(nèi)的切削時間，最后得出凈切削比。分析了各種情況下凈切削比對切削力和切削溫度的影響。結(jié)果表明，在切削過程中凈切削比對切削力和切削溫度起決定性作用；減小凈切削比可以有效的降低切削力和切削溫度。
　　其次，我們基于金屬切削加工機(jī)理和有限元分析法，通過有限元軟件ABAQUS建立了鈦合金普通切削和

3、振動切削加工模型，對鈦合金的切削進(jìn)行了詳細(xì)的分析。根據(jù)切削加工的特點確定了合理的本構(gòu)模型、分離準(zhǔn)則、摩擦特點、邊界條件等仿真條件。
　　再次，通過依次改變振幅、進(jìn)給量和切削速度的單因素變量法，研究了普通銑削和振動銑削過程切削力和切削溫度的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)相對普通切削而言振動切削可以有效的降低切削力和切削溫度，振幅越大效果越明顯。在其他條件不變的情況下，切削力和切削溫度隨進(jìn)給量的增加而增加；在切削速度改變的情況下，切