基于有限元模拟的Ti6Al4V铣削过程参数多目标优化

为使切削加工过程满足环境意识制造(ECM)的要求,针对质量指标(表面粗糙度)和ECM指标(能耗),针对Ti6Al4V的铣削过程,采用人工蜂群(ABC)算法优化的高斯过程回归(GPR)方法构建有限元代理模型,并采用多目标粒子群优化(MOPSO)算法获得满足最优加工目标的加工参数.为减少试验成本,采用有限元仿真软件Defo...     

Ti6Al4V钛合金冲蚀机理研究

为研究Ti6Al4V钛合金在气固两相流使用环境中的损伤机理,进行了室内力学性能试验以及不同攻角下的冲蚀试验,并借助扫描电子显微镜对试验后试样表面的显微形貌进行分析。试验结果表明:较低角度30°时,显微切削和挤压锻打作用对Ti6Al4V钛合金试样表面会造成较为严重的损伤。     

Ti6Al4V的微磨粒磨损研究

研究了医用Ti6Al4V合金在蒸馏水中的微磨粒磨损行为,考察了载荷、滑行距离、料浆浓度和转速对微磨粒磨损规律的影响,并对微磨粒磨损机制进行了讨论。结果表明:随载荷、滑行距离和料浆浓度的增加,Ti6Al4V合金的磨损量增加,磨损机制由三体磨损转变为混合磨损。     

Ti6Al4V钛合金QPQ盐浴复合处理工艺的优化

通过扫描电镜和X射线衍射仪对QPQ(淬火-抛光-淬火)盐浴复合处理后Ti6Al4V钛合金的显微组织和相组成进行分析,采用正交试验法研究共渗时间、共渗温度、氧化时间和氧化温度等4个参数对钛合金耐磨性的影响,并与盐浴氮碳共渗钛合金试样进行对比。结果表明:QPQ盐浴复合处理后,Ti6Al4V钛合金表面形成的渗层由表面至内部依次为氧化层、化合物层、扩散层;当钛合金在610℃共渗1.5h,400℃氧化40min时,其平均磨损量最小,为1.11mg,比氮碳共渗试样的降低了38.3%;当钛合金在580℃共渗3.5h,400℃氧化40 min时,其平均摩擦因数最小,为0.246 7,比氮碳共渗试样的降低了21.8%;经过优化的QPQ盐浴复合处理后,钛合金的耐磨性得到明显提高。     

钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究

为实现难加工材料钛合金的高效磨削,进一步发挥高速磨削的潜力,开展了钛合金Ti6Al4V高速磨削工艺试验研究,对磨削过程的磨削力、磨削比能以及磨削温度随单颗磨粒最大切屑厚度agmax的变化特征进行了分析。研究结果表明：不同砂轮线速度vs条件下,磨削力、磨削比能及磨削温度三者随单颗磨粒最大切屑厚度agmax变化的特征曲线略有不同,具体表现为,单颗磨粒最大切屑厚度agmax一定条件下,磨削力及磨削比能随着磨削速度的提高呈减小趋势,磨削温度则呈上升趋势,同时钎焊CBN砂轮的磨削力、磨削比能低于陶瓷结合剂及电镀CBN砂轮的磨削力、磨削比能,因此,利用钎焊CBN砂轮磨料有序排布的优势,选择合理的单颗磨粒最大切屑厚度,可在提高砂轮线速度的同时提高进给速度,从而提高磨削效率,实现钛合金的高速高效磨削。     

基于ABAQUS的Ti6Al4V切削仿真研究

以刀具前角作为变量,采用单因素变量法建立了基于ABAQUS的Ti6Al4V正交切削有限元模型。模拟了锯齿形切屑形成过程,深入分析了锯齿形切屑形成机理。研究了不同刀具前角对切屑锯齿化程度和切削力的影响。研究结果表明:刀具前角变化对锯齿形切屑形成有着重要影响;随着刀具前角增大,锯齿化程度逐渐减小,切削力也会逐渐减小。     

Ti6Al4V激光选区熔化成形悬垂结构的质量研究

为了减小成形误差,提高激光选区熔化成形复杂特征结构件的能力,实验采用Ti6Al4V金属粉末,设计了不同倾斜角度的悬垂结构模型,研究了倾斜角度、扫描策略对悬垂结构SLM成形质量的影响。结果表明：倾斜角度越小,悬垂面的边缘线宽度误差越大（>80μm）,表面粗糙度值越大（>20μm）,翘曲变形越严重;岛形随机扫描策略的整体成形质量要低于Z形正交扫描策略,但对不同角度的悬垂结构影响不同。结合QM-Meltpool监控系统,从熔池的角度分析了倾斜角度和扫描策略的影响,为悬垂结构SLM成形提供了参考依据。     

硬质合金刀具铣削Ti6Al4V材料性能研究

Ti6Al4V材料具有良好的性能,广泛应用于航空、航天、医学等领域。这一材料属于典型难加工金属材料,对刀具的切削性能要求较高。对YG6硬质合金刀具干式铣削Ti6Al4V材料时的刀具磨损形态、切削力、切屑形态进行了研究,结果表明,在其它切削参数相同的条件下,低速切削时刀具磨损主要表现为粘结磨损、磨粒磨损、边界磨损。随着切削速度的加快,刀具磨损加剧,主切削刃出现微崩刃。在较高的切削速度和较大的进给量下,刀具磨损进一步加剧,刀尖处磨损最为严重,前刀面出现剥落现象。在进给量和切削深度保持不变的情况下,切削速度加快,切削力出现减小的趋势。YG6刀具切削Ti6Al4V材料容易形成节状切屑,这会对加工表面质量产生不利影响。     

增材制造SLM工艺对Ti6Al4V表面织构成型质量的影响

为了探究增材制造SLM工艺对“一步法”制备Ti6Al4V表面织构实际成型尺寸和形貌等成型质量的影响,文章采用金属3D打印机在选择性激光熔化(SLM)工艺下制备表面具有不同理论织构直径和深度的Ti6Al4V钛合金试样,观察并分析得到凹坑织构边缘和底部的未熔物随着织构直径和深度的增大而增多。随着理论织构深度增加,D400试样凹坑织构的实际直径和平均直径误差均先增加后减小,平均直径误差最小为2.08%;D800试样凹坑织构的平均直径误差呈下降趋势,最小为2.84%。而D400试样凹坑织构的平均深度误差逐渐减小,最小为2.23%;D800试样凹坑织构深度方向成型精度较低。3D打印一体成型可以在Ti6Al4V钛合金表面制备较好的凹坑织构,且实际凹坑织构在直径方向的成型质量优于深度方向。     

Ti6Al4V/WC-Co干摩擦性能研究

利用Optimal SRV高温摩擦磨损试验机,研究干摩擦条件下钛合金(Ti6Al4V)对硬质合金(WC-Co)的摩擦学性能.研究了载荷、温度与滑动速度对摩擦过程的影响,通过磨损区微观形貌表征分析了磨损机理.结果表明:Ti6Al4V与WC-Co的摩擦系数波动剧烈,产生了严重的黏滑摩擦,且随着载荷、温度与滑动速度的增加,黏...     

切削用量对车削Ti6Al4V切削力影响的研究

通过硬质合金刀具高速干切削Ti6Al4V钛合金的试验,分析了切削用量对切削力的影响.试验结果表明:在切削三要素中,切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度对于切削力的影响较小.进给量对背向力的影响最大,切削深度对进给力的影响最大.刀尖圆弧半径对于进给力和背向力的变化规律有重要影响.     

Ti6Al4V钛合金切削力与切削温度场的研究

基于ABAQUS仿真理论,分别建立材料本构模型、摩擦模型和断裂准则,采用局部网格细化使仿真更精确,并对边界条件和材料参数的设置进行了分析,模拟车削加工过程中的切削力和切削温度场,分析了切削力和切削温度场的变化规律,并借助切削试验对切削力进行分析,验证了有限元仿真模型的正确性和仿真结果的可靠性。     

绿色铣削Ti6Al4V的切削变形试验研究

钛合金Ti6Al4V的切削加工性很差,为实现其高效绿色切削,提出了用过热水蒸汽和电离空气作冷却润滑剂的绿色切削技术,分别在干切、乳化液、水蒸汽和电离空气条件下采用硬质合金铣刀YG6对Ti6Al4V进行了铣削试验,通过快速落刀装置获取了铣屑根,对绿色铣削Ti6Al4V时的切削变形进行了分析。试验结果表明:铣削变形随铣削速度vc和每齿进给量fz的增大而减小;水蒸汽和电离空气可减小铣削变形。     

钛合金Ti6Al4V铣削力试验分析

对钛合金Ti6Al4V进行了铣削试验,测量了铣削过程中的切削力.利用最小二乘法对试验数据进行回归分析,建立了切削力的经验模型,得出了切削参数对切削力的影响规律,为优化切削参数、研究切削机理提供了参考依据.     

Ti6Al4V钛合金切削加工的数值模拟

采用DEFORM软件建立三维有限元模型对切削过程进行数值模拟,研究了不同切削速度、背吃刀量和进给量的切削用量三要素对切削力F和切削温度θ的影响。结果表明,在切削用量三要素中,对切削力F影响的主次顺序为切削速度进给量背吃刀量;对切削温度θ影响的主次顺序为背吃刀量进给量切削速度,模拟结果与之前的试验结果基本吻合。分析切削力和切削温度可预测Ti6Al4V钛合金的最佳工艺参数,对揭示Ti6Al4V钛合金切削加工过程的基本规律具有实际意义。     

PCD刀具干式车削Ti6Al4V的正交试验研究

通过正交试验法研究PCD刀具干式车削Ti6Al4V时切削速度、进给量和切削深度对工件表面粗糙度和刀具后刀面磨损的影响。试验结果表明,切削速度为120-160m/min、进给量为0.15mm/r、切削深度为0.15mm时,可以获得理想的工件表面粗糙度和刀具后刀面磨损量。     

电爆炸定向喷涂Ti6Al4V涂层的工艺研究

用电爆炸定向喷涂技术在45^#钢基体上制备了钛合金Ti6A14V涂层，应用电子标尺和金相法对不同喷涂次数下涂层厚度和孔隙率进行了比较。结果表明，随着喷涂电压的增加，涂层的孔隙率降低，涂层的厚度增加，但增加幅度减小；随着喷涂距离的增加，涂层厚度随着喷涂距离的增加而减小，涂层孔隙率随着喷涂距离的增加而增加；随着喷涂次数的增加，涂层厚度增加，孔隙率降低。     

Ti6Al4V钛合金切削加工表面残余应力的研究

<正>Ti6Al4V钛合金由于诸多方面的优点,在航空航天领域运用广泛。其表面由于切削加工所形成的残余应力层会严重影响到零件的静力强度、疲劳强度以及抗腐蚀等诸多性能,进而影响到零件的使用寿命,不仅如此,零件几何尺寸的稳定性同样也会受到影响。因此,深入研究和控制表面残余应力对提高被加工件的质量和使用寿命显得至关重要。     

Ti6Al4V钛合金枪钻加工的切削力试验研究

钛合金在深孔加工过程中存在刀具磨损严重和加工表面质量差等问题。本文采用整体硬质合金单刃枪钻作为深孔加工刀具,通过对刀具结构的分析和对Ti6Al4V钛合金深孔钻削的切削力试验研究,得到工艺参数对切削力的影响规律,结合制孔的表面粗糙度,优化了钛合金枪钻加工工艺参数。同时,通过刀具的磨损分析得到了钛合金枪钻加工过程中刀具的主要磨损形式。     

激光加热辅助车削钛合金Ti6Al4V的数值研究

研究了激光辅助加热条件下钛合金Ti6Al4V的切削过程。采用高斯热源分布模型对激光加热钛合金的温度场进行了模拟,分析了激光功率、移动速度、光斑直径等加工参数对加工结果的影响。基于JohnsonCook本构模型和Johnson-Cook失效断裂准则,采用完全热力耦合有限元分析模型,对激光辅助正交车削钛合金Ti6Al4V进行了数值仿真研究。最后通过分析仿真结果,证实了激光辅助加工的有效性。