【摘 要】
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高速切削技术是以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征切削加工技术,是现今切削加工技术的发展方向。高速切削技术不仅在航空航天领域有着广泛的应用,在军工、汽车
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高速切削技术是以高切削速度、高进给速度、高加工精度为主要特征切削加工技术,是现今切削加工技术的发展方向。高速切削技术不仅在航空航天领域有着广泛的应用,在军工、汽车、模具、机床等行业尤其需要高速加工。高速切削难加工材料时,单位时间内产生的切削热多,切削层的瞬间温度较高,因此对刀具的要求比普通切削更为苛刻,刀具寿命更短。研究高速切削加工刀具的失效机理和寿命问题是目前高速切削加工技术面临的重要而现实的课题。钛合金材料被广泛的应用于航空工业、医疗、化工等领域,其优良的性能,使其成为重要的结构金属。然而,钛合金又是典行的难加工材料,刀具磨损是制约钛合金切削加工的主要因素。高速切削技术在钛合金切削加工中的应用,在提供高切削速度、进给速度的同时保证了加工后高的加工精度,然而高速切削加工过程中的刀具磨损极大地增加了加工成本。高速切削钛合金刀具磨损的研究是一个值得人们关注的课题。有限元方法在切削加工过程模拟仿真中的应用,为刀具磨损的的预测研究提供了基础。通过定义材料的本构模行、刀-屑接触及摩擦模行、应力及温度场的输出,切削加工过程仿真可以提供刀具磨损的直接影响因素,通过对刀具磨损形态及磨损机理的研究选用正确的刀具磨损模行,有限元仿真可以对刀具的磨损进行合理的预测研究。本文通过对刀具磨损仿真技术的研究,首先,建立了切屑成形仿真模行,并进行了力及热传导分析,为之后刀具磨损仿真系统奠定了基础,同时为确定刀具磨损率公式提供了参数支持;其次,进行了切削加工试验,对试验结果进行分析,得到刀具磨损形态及磨损机理,进而选择适合的刀具磨损率模行,通过结合刀具后刀面的磨损量及切屑成形过程中所获得的的相关变量,确定了刀具磨损率公式中的常数;最后,通过子程序的编写对abaqus软件进行了二次开发,建立了刀具磨损仿真系统。通过验证,该系统对刀具后刀面磨损量可以进行良好的预测。
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