1Cr18Ni9Ti高溫摩擦鉆孔鉆削力理論模型與仿真研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼在航空、航天、化工、石油、建筑及食品等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。然而，此類材料塑性大，導(dǎo)熱系數(shù)小，加工硬化嚴(yán)重，屬難加工材料。高溫摩擦鉆孔是一種新型的非傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的孔加工技術(shù)，具有快速、高質(zhì)量、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti薄板工件鉆孔難問(wèn)題，本文采用高溫摩擦鉆孔這種新型、綠色的鉆孔方式，對(duì)其摩擦特性、鉆削力理論模型、加工過(guò)程仿真及刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行比較深入系統(tǒng)地研究，不僅具有重要的理論意

2、義，也有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
　　在高溫摩擦鉆孔研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究其摩擦特性及影響規(guī)律?；贑A6140車床建立高溫摩擦鉆孔摩擦特性等效試驗(yàn)平臺(tái)；研究不同壓力和速度條件下45鋼和1Cr18Ni9Ti的摩擦特性，揭示壓力和速度對(duì)刀具-工件摩擦系數(shù)的影響規(guī)律；建立摩擦系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，為后續(xù)鉆削力理論模型和仿真模型奠定理論基礎(chǔ)。
　　基于高溫摩擦鉆孔刀具獨(dú)特的幾何形狀，建立加工過(guò)程的鉆削力理論模型?；诘毒叩膸缀螀?shù)，對(duì)加工階段進(jìn)行

3、劃分；基于等效模型建立各階段的鉆削力理論模型；采用該模型對(duì)高溫摩擦鉆孔的鉆削力進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。
　　采用ABAQUS有限元分析軟件對(duì)1Cr18Ni9Ti高溫摩擦鉆孔加工過(guò)程進(jìn)行仿真研究。建立刀具和工件的幾何模型，導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分；建立工件和刀具材料的本構(gòu)模型；基于加工條件，合理設(shè)定邊界條件，建立高溫摩擦鉆孔加工過(guò)程仿真模型；研究工件材料在加工過(guò)程中的應(yīng)力分布及變形行為，揭示其變形機(jī)理；實(shí)現(xiàn)鉆削力的仿真預(yù)測(cè)，為刀具優(yōu)化提供

4、依據(jù)。
　　結(jié)合鉆削力理論模型和仿真模型，對(duì)1Cr18Ni9Ti的高溫摩擦鉆孔刀具進(jìn)行優(yōu)化。建立不同錐角度、不同接觸面積的9種刀具的高溫摩擦鉆孔仿真模型，對(duì)其鉆削力和鉆削變形進(jìn)行分析，確定最優(yōu)幾何參數(shù)的刀具。該方法也可應(yīng)用于其他難加工材料的刀具優(yōu)化中，因此，本研究為難加工材料高溫摩擦鉆孔優(yōu)化技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于更細(xì)致地考慮高溫摩擦鉆孔時(shí)摩擦系數(shù)的變化，建立更準(zhǔn)確的高溫摩擦鉆孔鉆削力理論模型和仿真模型?；?/p>