基于正交试验的钛合金切削仿真和工艺研究

使用有限元分析软件ABAQUS建模,对钛合金零件加工过程进行二维切削仿真,研究钛合金在切削过程中,材料特性和刀具前角、刀具后角、切削速度等工艺参数对切削力和切削温度的影响.然后根据多因素多变量的特点,设计正交试验方案,设置对照实验组进行验证,并通过极差分析和方差分析法进行显著性检验,验证了仿真分析结论的正确性.     

钛及钛合金的切削加工

从发现钛到现在,随着科学技术飞跃的进步和发展,钛及钛合金因其性能优越,已在航空、航天、船舶、石油、化工等工业领域中得到日益广泛的应用。我所在520工程石油数据测井系统（PLT—B、MTS－E、PIB－C、PBFS—A）和液压升降通讯天线等重点研制项目中广泛应用了钛及钛合金结构材料。钛及钛合金的切削加工,从切削的刀具耐用度、以加工表面的质量及切屑形成和排除的难易程度等方面来衡量,钛及钛合金材料属难加工的材料。解决和总结钛及钛合金材料的特殊切削加工规律和经验,具有十分重要的意义。一、切削加工性差的主要原因导热、…     

高速干切削过程的三维有限元仿真与试验

针对淬硬轴承钢的干态车削过程,在Abaqus中建立考虑PCBN刀尖半径的热力耦合三维有限元切削模型。首次仿真预测出周期性绝热剪切引起的三维锯齿形切屑,并且切屑在刀屑接触面上的特征线和材料挤压流动方向,以及切屑自由表面沿进给量方向和沿切削深度方向的切屑形态与实际加工形成的切屑形态都能够很好的吻合。通过对切削力、切削温度,切削力和切屑形态预测分析,并与实验数据的比较,揭示了刀尖半径和主偏角对切削过程的影响。研究发现:刀尖半径增大到0.8mm时,工件材料挤压变形更显著,平均切向力增大了17N,与实验结果比较相符。斜角切削过程中材料受到的挤压变形力更大,温升更加明显,最高温度达到1289℃,与试验测量的切削区平均温度1100℃接近;预测的平均切向力为150N,与实验值相差只有7%。     

基于SPH方法的钛合金切削仿真分析

运用Solid Works、hypermesh和ls-prepost软件建立了切削仿真模型,基于光滑流体动力学方法对Ti6Al4V钛合金切削进行了仿真,对切屑形成过程以及切削力进行了分析。仿真分析结果表明:SPH方法解决了切削仿真过程中的网格畸变造成的无法求解问题,同时,切削仿真锯齿形切屑形貌与试验相一致,验证了SPH方法切削仿真的有效性。从而为进一步研究钛合金切削机理以及优化切削参数提供了理论支持。     

TC4钛合金切削刀具磨损对切削过程影响的研究

通过建立的钛合金切削加工仿真数值模型,研究了刀具磨损对钛合金切削过程中切削力、切削温度及切屑形态的影响规律,并对这些影响的产生机理进行了讨论。结果表明:随着磨损程度的增大,切削力及切削温度会迅速增加;月牙洼磨损会引起切削力的剧烈震荡且振幅随磨损的增大而增大,后刀面磨损将增大切削力;锯齿形切屑的变形程度在加大,但是锯齿产生的频率在降低。     

高速切削加工钛合金的刀具材料

概括介绍了钛合金的性能特点,分析了钛合金切削加工困难的主要原因,重点对国内外切削加工钛合金的现状作了详细介绍,由此明确了目前国内和国外切削加工钛合金水平的差距,最后指出在国内寻求一种或几种高速切削加工钛合金刀具材料的紧迫性和必要性。     

激光切削镍钛合金的计算机仿真及试验验证

以医疗器械材料镍钛合金为研究对象,运用计算机仿真及试验验证的方法分析了不同激光参数对镍钛合金切削加工特性的影响。分析结果表明:仿真试样切口宽度与试验结果差异较小,证实了该模型的准确性;随着激光切削速度的增加,试样温度急剧下降,随着脉冲幅值增加,试样切口宽度逐渐增加;脉冲幅值、脉冲宽度对试样温度影响较小;随着切削速度、脉冲幅值的增加,试样残余应力随之降低。     

损伤容限型钛合金正交车铣和车削切削加工性对比研究

损伤容限型钛合金TC21广泛用于制造新型战机中重要的承力部件,但较差的切削加工性掣肘了其加工效率和加工质量的提高.采用单因素切削试验法,从切削力、切削温度、刀具耐用度和已加工表面完整性等方面探讨TC21钛合金车削和正交车铣的切削加工性.结果表明,相对于车削,正交车铣通过铣刀的高速旋转和断续切削,可有效降低切削力和切削温...     

钛合金材料的切削加工

钛合金材料的切削加工,历年是从事机械制造的技术人员感兴趣的问题。笔者根据多年的实践,整理出一套实用的加工方法。本文得出的结论及实际数据可供钛合金材料的切削加工部门参考。     

钛合金TC4深孔钴削切削用量的试验研究

在研究了钛合金材料切削性能的基础上,针对钛合金的难加工性,选用了焊接式硬质合金刀具,并优化选择了不同的切削用量进行钻削试验。通过处理试验数据,确定了加工钛合金TC4的切削用量规律。     

钛合金插铣加工切削力试验及工艺参数优化

钛合金整体叶盘结构复杂,制造难度大。应用插铣技术加工整体叶盘能够有效解决上述问题,插铣工艺参数的优化对发挥插铣加工优势具有重要作用。通过插铣钛合金试验研究,探讨工艺参数对切削力的影响规律;根据试验数据建立切削力预测模型,并对模型进行检验;最后以切削力与金属去除率为目标,基于MATLAB进行工艺参数优化,可为钛合金整体叶盘高效切削提供理论参考及技术支持。     

金属陶瓷刀具高速切削钛合金试验研究

采用自主研发的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具对TC4钛合金(Ti6Al4V)进行了高速车削试验。从切削力、工件已加工表面质量和刀具寿命等方面分析了Ti(C,N)基金属陶瓷刀具加工TC4钛合金的切削性能。通过扫描电子显微镜(SEM)观察和能量分散光谱(EDS)扫描分析,研究了不同几何形状的Ti(C,N)基金属陶瓷刀片高速车削TC4钛合金的失效形态及失效机理。     

钛合金铣削仿真分析及实验研究

由于良好的综合性能,钛合金被广泛应用,但钛合金加工性能差,刀具易磨损。为了提高钛合金铣削刀具寿命,设计正交实验,运用AdvantEdge FEM软件对TA15钛合金进行了三维铣削仿真,分析了切削温度与铣削参数之间的关系。基于铣削参数-温度图,并结合切屑云图,给出了优化后的铣削参数。铣削实验表明,仿真分析可以优化铣削参数...     

液氮低温切削钛合金实验研究

针对钛合金难加工特点,将液氮作为冷却介质直接喷向切削区进行钛合金TC4低温车削加工,测量其切削力、表面粗糙度和刀具磨损,并与干切削在相同实验条件下对比,分析低温切削对钛合金的影响。实验结果表明:低温切削钛合金,主切削力有所增大,但进给方向力减小,刀具磨损状况与表面质量得到改善,断屑相对容易。     

基于ABAQUS的表面微织构刀具切削钛合金仿真研究

利用有限元软件ABAQUS构建钛合金切削过程的二维仿真模型,通过钛合金切削试验验证模型的正确性。对微织构刀具切削钛合金的过程进行仿真,与无微织构刀具切削钛合金的仿真进行对比分析,研究了微织构刀具应力分布、切削力的变化规律以及对等效塑性应变的影响。仿真研究表明,微织构的存在对切削过程中刀具的应力分布有积极的改善作用,可以降低切削力,减少塑性应变。     

基于ABAQUS的切削钛合金的数值模拟分析

基于ABAQUS仿真软件,模拟了切削加工钛合金TC4(Ti6Al4V)的过程。预测出切屑的形状和剪切角的大小,验证了通过剪切失效和单元删除模型实现切屑分离符合切削理论。     

Experimental Study on Titanium Alloy Cutting Property and Wear Mechanism with Circular-arc Milling Cutters

Titanium alloy has been applied in the field of aerospace manufacturing for its high specific strength and hardness.Nonetheless, these properties also cause general problems in the machining, such as processing inefficiency, serious wear, poor workpiece face quality, etc. Aiming at the above problems, this paper carried out a comparative experimental study on titanium alloy milling based on the CAMC and BEMC. The variation law of cutting force and wear morphology of the two tools were obtained, ...     

钛及钛合金的磨削工艺研究

针对钛及钛合金磨削加工难的特点,采用砂纸磨削及柔性模具加磨料的方法对钛及钛合金表面进行磨削加工,对表面质量、条纹深度、条纹宽度以及表面粗糙度随砂纸粒度的变化情况进行分析。结果表明,采用砂纸磨削的方法可以对钛及钛合金进行磨削加工,磨削表面质量良好,没有烧伤、裂痕等缺陷,表面粗糙度最低可降低到0.02μm,可以达到镜面的效果。     

面铣刀铣削钛合金时切削参数对切削力影响规律的仿真

为了研究面铣刀铣削钛合金时背吃刀量、铣削速度和进给量对刀齿所受切削力的影响,建立面铣刀铣削钛合金的模型。采用单因素实验法,基于ABAQUS有限元仿真软件对所建模型进行铣削仿真,在不同背吃刀量、铣削速度和进给量的条件下,分别对刀齿切削力的变化规律进行分析。研究表明：面铣刀铣削钛合金时,背吃刀量的改变对切削力影响程度最大。在中高速铣削条件下,使用小背吃刀量和大进给量,可以降低切削力,提高刀具寿命。