鈦合金高速正交切削過程的數(shù)值模擬及熱力學研究.pdf

1、作為近幾十年迅速發(fā)展起來的一種先進的金屬切削加工技術，高速加工以其高效的生產(chǎn)率、良好的表面加工質(zhì)量和更低的加工成本迅速發(fā)展成一種在工業(yè)生產(chǎn)領域和科學研究中被廣泛采用的加工技術手段。
　　金屬高速切削加工過程通常發(fā)生著極小范圍內(nèi)的高應變、高應變速率、大變形以及高溫作用，是一個典型的的非線性熱力耦合過程，切削加工中的材料變形和切削熱傳導特性強烈影響著切削過程。有限元仿真模擬計算作為一種新興的技術能夠很好地再現(xiàn)切削加工過程，能夠?qū)τ诩庸?/p>

2、中很難觀測到的切削區(qū)應力應變、溫度分布、切屑斷裂以及摩擦生熱特性和加工過程熱傳導問題進行系統(tǒng)的研究，本文結合高速切削加工技術，對鈦合金材料Ti-6Al-4V的高速切削加工過程進行了系統(tǒng)地模擬仿真研究和實驗對比。
　　論文首先總結了高速切削加工技術研究進展現(xiàn)狀，闡述了鈦合金材料的發(fā)展過程和應用現(xiàn)狀，討論了數(shù)值模擬仿真技術在鈦合金高速切削加工領域的應用。其次，闡述了金屬高速切削加工中涉及到的有限元理論和材料彈塑性本構理論，分析了材料的

3、彈塑性力學特性和有限元求解過程中所用到的材料模型，重點介紹了高速切削加工仿真中的有限元網(wǎng)格技術、刀-屑摩擦特性、切屑分離技術以及加工過程生熱和熱傳導，給出了切削有限元分析熱力耦合的一般過程。最后，使用ABAQUS軟件建立了高速正交切削的有限元模型，分析了切削加工區(qū)域的應力應變以及溫度特性等，在切削仿真中觀察到了明顯的絕熱剪切現(xiàn)象。分別考慮了切削速度、切削深度和刀具前角對加工過程的影響，使用正交因素試驗驗證了仿真過程，仿真結果為切削加工提