鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工中固結(jié)磨粒工具的扭矩與磨損研究.pdf

1、鈦合金因擁有優(yōu)良的物理化學(xué)性能而被大量用于各個行業(yè)，尤其是航空航天工業(yè)。由于它的導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫化學(xué)活性高以及彈性模量小，所以鈦合金是典型的難加工材料。目前，鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工已經(jīng)逐漸發(fā)展起來，許多學(xué)者在加工機(jī)理、去除材料方式和受力理論方面都得到了很多有意義的成果，考慮到工具磨損對加工成本和加工質(zhì)量有很大影響，而在鈦合金的旋轉(zhuǎn)超聲中，對于工具的磨損情況尚未出現(xiàn)完整而系統(tǒng)的研究，所以鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲中的工具磨損研究就顯示出了重要的工程意義。

2、
　　本文將對鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工中的金剛石工具磨損展開研究。主要工作包括三個方面:理論模型的建立，仿真模擬的實現(xiàn)和試驗觀測的驗證。
　　一、鑒于旋轉(zhuǎn)超聲加工中工具的磨損與工具的切向力有著明顯的正向相關(guān)性，故建立了適用于鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工的球形單顆粒切向力模型，最后推導(dǎo)出扭矩模型，并利用理論模型分析進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、振動功率和顆粒大小這四個參數(shù)對扭矩大小變化的影響趨勢，以此來預(yù)測出實際加工中工具的磨損情況。
　　二、利

3、用DEFORM有限元軟件建立球形單顆金剛石模型，對球形單顆金剛石磨粒旋轉(zhuǎn)超聲加工鈦合金的過程進(jìn)行仿真模擬，獲得單顆金剛石所受的扭矩值，分析工具磨損結(jié)果，仿真結(jié)果較好地驗證了理論模型的合理性。
　　三、展開鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工試驗研究，觀測加工中工具的扭矩情況，以及加工后工具的質(zhì)量損失，并利用數(shù)學(xué)方法建立工具磨損模型，分析單因素對工具磨損規(guī)律的影響，最后驗證了理論模型和試驗結(jié)果的一致性。并通過顯微鏡觀測固結(jié)磨粒工具加工鈦合金后工具的表