钛合金铣削加工表面残余应力有限元仿真

为了分析铣削工艺参数对钛合金已加工表面残余应力的影响,根据金属切削有限元分析的相关理论,以钛合金Ti6Al4V为工件材料,建立了铣削加工的有限元模型。采用正交试验设计法对钛合金Ti6Al4V铣削仿真的工艺参数进行优化,并用极差法分析不同的铣削速度、铣削深度、铣削路径对钛合金Ti6Al4V工已加工表面残余应力的影响。研究表明:在钛合金Ti6Al4V铣削过程中,对工件已加工表面残余应力影响因素由小到大依次为:铣削深度<铣削路径<铣削速度,切削深度对已加工表面残余应力影响较小,铣削速度对已加工表面残余应力影响最大;在研究范围内,随着铣削速度的增大,已加工表面残余应力逐渐增加。     

GH4169高速铣削加工残余应力分布规律试验

目的通过研究GH4169高速铣削过程中切削工艺参数对加工残余应力的影响规律,改进工艺参数的选取,提高此类零件的疲劳寿命。方法设计了GH4169高速铣削工艺参数与加工残余应力之间的单因素试验。通过仅改变一个切削参数、其余切削参数不变的方式,得到了工件表面残余应力和切削深度方向残余应力与切削参数之间的变化规律。结果铣削进给方向(x方向)和垂直进给方向(y方向)的表面残余应力主要表现为拉应力,且随着铣削深度和每齿进给量的增加而增加,随着铣削速度的增加而减小;在切削深度方向上,不同切深值所在平面的x方向和y方向的残余应力主要表现为压应力,随着层深的增加先增大后减小。残余应力峰值随铣削深度和每齿进给量的增大而增大,随铣削速度的增大而减小,残余应力最大深度基本在80μm以内。结论 GH4169高速铣削加工中,如果要获得较小的表面残余拉应力,应该选用较小的铣削深度和每齿进给量,较大的铣削速度;在切深方向,如果要获得较大的残余压应力,应该选用较大的铣削深度和每齿进给量,较小的铣削速度。反之亦然。     

TC4钛合金高速铣削力研究

钛合金高速铣削因具有高效率、高质量的优点,被广泛应用于航空航天制造业。为了研究高速铣削参数对钛合金高速铣削力的影响,利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge,对TC4钛合金高速铣削过程进行二维模拟仿真,建立了高速铣削TC4钛合金时铣削力的预测模型,获得了不同铣削参数对铣削力的影响规律,并对仿真结果进行了试验验证。结果表明:高速铣削TC4钛合金的铣削力比较小,基本不超过100 N,铣削力最大值达到140 N;铣削合力对铣削宽度的变化最为敏感,对铣削速度和铣削深度变化的敏感次之,对每齿进给量最不敏感。研究结果为优化高速铣削工艺提供理论分析和试验依据。     

高速干硬切削加工表面残余应力的预测

高速干硬切削过程中已加工表面产生的残余应力对零件的使用性能和使用寿命有很大影响,成为优化高速干硬切削加工参数需要考虑的重要因素之一。基于热-弹塑性理论和有限元软件ABAQUSTM,建立了高速干切削GCr15淬硬钢中残余应力分布的预测模型,分析了切削速度、后刀面磨损和切削深度对残余应力分布的影响规律和形成机理。GCr15淬硬钢实验结果与预测结果对比分析表明,该模型能准确地预测出已加工表面残余应力的分布规律。     

钛合金超声椭圆振动铣削残余应力有限元仿真

为了分析在超声椭圆振动铣削加工中振动参数和切削参数对TC4工件残余应力的影响,运用ABAQUS有限元软件模拟了钛合金超声椭圆振动铣削加工过程.采用单因素试验法和正交试验法,研究进给方向上振动参数和切削参数对工件残余应力的影响,并用极差法分析实验数据得到其优化参数组合.研究表明,在钛合金超声椭圆振动铣削加工中,对工件的残...     

钛合金TA15高速铣削表面形貌及组织研究

通过对钛合金TA15进行高速铣削试验,研究了切削参数对表面形貌及微观组织的影响规律;提出了采用有限元仿真铣削工件表面的位移大小,把表面的轮廓算数平均偏差作为表面粗糙度评定参数的方法。结果表明：在试验参数范围内,主轴转速和轴向切深对表面粗糙度和表面形貌的影响比较显著,主轴转速对微观组织的影响不明显;切屑区最高温度出现在距离刀尖0?01～0?03 mm的刀－屑接触处,在主轴转速为9500 r／min时,温度有所下降,并且表面加工质量最好。仿真结果与试验结果基本一致,表明了该仿真方法的正确性及有效性。     

不锈钢/Ag-Cu-Ti/钛合金钎焊接头残余应力模拟研究

采用热弹塑性有限元方法,在考虑了1Cr18Ni9Ti不锈钢和Ti-6Al-4V钛合金的主要热物理性能随温度变化的条件下,计算了1Cr18Ni9Ti不锈钢/Ag-Cu-Ti/Ti-6Al-4V钛合金钎焊接头中的残余热应力大小和分布。计算结果表明,σy在靠近界面的钛合金外表面一侧存在一个应力最大值,且该应力为拉应力,同时σx,τxy也在界面附近存在应力峰值;残余应力会导致钎焊接头在未达到许用强度的条件下产生断裂,和钎焊试验结果具有一致性。     

基于ABAQUS的镍基合金加工表面残余应力有限元模拟

利用非线性有限元技术研究高速切削镍基合金残余应力分布,通过Abaqus/Explict分析直角三维切削过程热力耦合作用.采用拉格朗日方法对有限元关键技术处理,建立镍基合金材料本构方程、施加边界条件和网格划分模型.在不同本构参数、切削深度以及切削速度条件下对镍基合金切削过程进行模拟残余应力变化规律,并通过试验验证.结论表明速度是影响镍基合金残余应力数值大小主要因素,材料初始屈服应力和初始强度大小决定应力幅值特征.为优化切削参数,提高表面质量提供科学的理论依据.     

BT20钛合金电子束焊接残余应力三维有限元数值模拟

研究钛合金电子束焊接构件残余应力的大小和分布，了解残余应力的形成机理，具有十分重要的理论和实际意义。作者利用ANSYS程序模拟了BT20钛合金电子束焊态和焊后电子束局部热处理的实际焊接温度场以及焊接接头应力场的变化和残余应力的分布。计算结果表明，钛合金薄板焊缝中心残余拉应力的峰值达到焊缝金属屈服强度σn的60％-70％；焊后电子束局部热处理可以降低焊缝中心处的拉伸残余应力值，降低约50％左右；用所建模型计算得到的数值结果规律与实测的残余应力值基本一致。     

高速铣削钛合金Ti6A4V铣削力试验研究

采用涂层硬质合金刀具对钛合金Ti6A14V进行了高速铣削试验.通过分析正交试验直观图,研究了铣削参数的变化对铣削力的影响,为合理选择铣削参数提供了可靠的依据.高速铣削试验表明:采用小的轴向切削深度和每齿进给量及较大的径向切削深度和切削速度有利于减小铣削力.基于概率统计和回归分析原理,建立了铣削力回归方程,并对回归方程进行了显著性检验,检验结果表明:所建立的回归方程呈高度显著检验状态,与实际情况拟合的较好.     

钛合金侧铣加工残余应力与变形研究北大核心

为研究加工残余应力对钛合金薄壁结构变形的影响,利用有限元软件建立2D切削模型,分析每齿进给量与刀具刃口半径对加工表面残余应力的影响。利用切削仿真得到的残余应力对薄壁件进行变形仿真分析;分别以每齿进给量0.06、0.08 mm进行闭腔侧铣试验。结果表明:与实测值相比,仿真表面残余应力误差约为20%、最大变形量误差约为12%。所提方法具有一定的可靠性与可行性。     

基于高速铣削的铝合金6061表面粗糙度试验研究

采用正交试验法,在高速加工中心上对铝合金进行高速切削试验,研究机床的切削速度、进给速度、切削深度对加工表面粗糙度的影响规律,为企业生产提供可靠的依据.     

钛合金剪切旋压残余应力分布规律研究

应用X射线法测定了TC4钛合金残余应力分布,研究了剪切旋压变形温度、进给率和半锥角对残余应力分布的影响规律.试验结果表明,随着旋压进给比的增大,TC4钛合金工件表面残余压应力也随之增大;旋压变形温度对TC4合金表面残余应力的影响不显著,但当温度超过750℃,由于材料屈服强度的显著降低而导致坯料沿壁厚截面的变形不均,使残余应力急剧升高;合适的半锥角有利于降低工件的残余应力,半锥角过小或过大均会导致残余应力的急剧增大.从降低残余应力的角度,TC4合金旋压变形温度范围应控制在600℃～700℃,半锥角在30°～45°,并宜选用较低的进给比.     

基于有限元的高速铣刀加工性能研究

以铜合金为例,应用有限元方法分析在高速加工时铣刀前角的变化所导致的应力应变的变化规律,为提高零件加工的安全性和表面加工质量以及更好地保护刀具等提供基础性数据,为优选前角提供参考。     

钛合金轴向超声振动铣削切削力仿真研究

针对钛合金难加工问题,将超声振动引入到对钛合金的铣削加工中,实现刀具、工件周期性接触分离,从而降低切削力、改善加工质量。以TC4为研究对象,以切削力为研究切入点,通过ABAQUS建立三维铣削仿真模型。对比分析超声铣削和普通铣削在切削力曲线特征以及数值大小上的差别,并通过观察切屑特征分析切削力的波动及稳定性。结果表明:轴向振动铣削有利于降低铣削过程中的切削力,提高切削稳定性。     

化学铣切在钛合金加工中的研究及应用

化学铣切是一种能使表面形状复杂、加工精度要求高的零件达到加工要求的表面处理方法。阐述了钛合金化学铣切的反应机理,对钛合金化学铣切的工艺过程以及影响因素,如零部件的表面清冼、防护层的涂覆、刻型等进行了探讨。钛合金零件的表面清洗一般采取用浸渍有机溶剂的棉布擦洗和热碱洗的方法。化铣保护涂层除了应具有良好的附着力和耐蚀性外,还应具有良好的可剥性以及与化铣溶液的配套性。在化学腐蚀过程中,除了要防止产生小孔和形成粗糙的表面外,还要防止材料发生氢脆。此外,还对化学铣切液各成分的作用以及化学铣切对表面粗糙度的影响进行了讨论。