PCBN刀具切削鈦合金TC4機(jī)理的研究.pdf

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1、PCBN刀具切削鈦合金TC4機(jī)理的研究MechanismonCuttingTitaniumAlloyTC4withPCBNTool作者姓名趙盟.一學(xué)位類型堂壓亟±學(xué)科、專業(yè)扭越盔』造叢墓自動絲研究方向扭越生9造讓篡扭綻金自動絲導(dǎo)師及職稱奎塑呈塾握9.011年4月合肥工業(yè)大學(xué)lIll'1111ITIIIIi

2、!

3、IIIqllllllY1886028本論文經(jīng)答辯委員會全體委員審查,確認(rèn)符合合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文質(zhì)量要求。答辯委員會簽名:(工作單位、職稱)主席:虧毛親島臺峨以肱孚挑.i7黼鲺徽z合(k2也t;杈孑灸倉}lD≥易六否熬援.》島__:魈訝委

4、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)志和致i舅}的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得金Ⅱ巴』L些厶堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)何或證1;而使川過的材料。與我一同.I:作的同忠對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已住論文中作了明確的說明井表示謝意。學(xué)位論文作者簽字:蔻苧銻簽字日}lJj:工口If年牟月夠日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)何論文作者完全r解僉壁:!:些厶堂有火保留、使川學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件利磁糯,允許論文被殼閱或

5、借閱。本人授權(quán)僉Ⅱ墨:!:些厶堂可以將學(xué)位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采川影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適月:j本授權(quán)jJ5)學(xué)何論文者簽名:勿綿導(dǎo)師簽名:冬南專簽字日!

6、Jj:工。f1年爭月≥;日簽字日期:2移f1年4月夠日學(xué)位論文作者畢業(yè)后玄向:l:作單何:通訊地址:電話:郵編:PCBN刀具切削鈦合金TC4機(jī)理的研究摘要鈦合金具有一系列優(yōu)良的性能,在航空、航天、車輛工程、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域得到越來越廣泛地應(yīng)用。由于鈦合金的熱導(dǎo)率低、彈性模量小、化學(xué)活性高,其可加工性能差,是一種難加

7、工材料。隨著高速切削加工技術(shù)的研究,鈦合金的高速切削加工近年來也成了國內(nèi)外研究的熱點。本文通過新型快速落刀裝置進(jìn)行鈦合金TC4切屑金相試驗。切屑金相制備完成后,采用電子顯微鏡觀察不同切削用量下的切屑形貌,分析了切屑內(nèi)部的變形特征以及切削速度對剪切帶影響。分析結(jié)果表明切屑內(nèi)部在很窄的區(qū)域內(nèi)發(fā)生了較大的剪切滑移變形且剪切帶經(jīng)腐蝕后呈白亮狀,組織細(xì)密,而其周圍的基體由于受熱影響較小未發(fā)生較大變形。隨著切削速度的提高剪切帶的寬度與速度成反比。通過軟件Digimizer對鋸齒形切屑的形態(tài)參數(shù)進(jìn)行了測量和分析,研究了切削用量對鋸齒形切屑齒距與切削比、剪切帶傾角

8、、鋸齒化程度影響。通過單因素試驗,分析PCBN切削鈦合金TC4時切削用量對刀具的壽命的影響。試驗后通過電子顯微鏡(SEM)和能量分散光譜(EDS)掃描,探討PCBN刀具在切削鈦合金的損壞形態(tài)和磨損機(jī)理。研究嘗試用有限元仿真技術(shù)對金屬切削過程進(jìn)行數(shù)值模擬,本文通過大型仿真軟件ABAQUS,以Johnson.Cook模型為材料本構(gòu)方程,并使用切削分離準(zhǔn)則,建立高速正交切削有限元模型,仿真鋸齒狀切屑的形成。仿真所得切屑和試驗所得結(jié)果有很好的吻合性,特別是在刀具前角為0。時,兩種方式得到的剪切角都為45。。因此判斷用有限元方法仿真金屬切削過程是可行的。關(guān)鍵

9、字:鈦合金;切削根部金相;刀具壽命;刀具磨損機(jī)理;有限元仿真MechanismonCuttingTitaniumAlloyTC4withPCBNToolABSTRACTBecauseoftheexcellentperformanceofTitaniumalloy,itiSusedmoreandmorewidelyinindustryfields,includingaviation,spaceflight,vehicleengineeringandbiomedicalengineeringetc.Becauseoflowthermalconducti

10、vity,smallelasticmodulusandhighchemicalactivity,Titaniumalloyisdifficulttobemanufactured.Withthedevelopmentofhigh-speedmachiningtechnology,highspeedcuttingoftitaniumalloyhasbecomearesearchhotspotathomeandabroadinrecentyears.TitaniumalloyTC4chipmetallographicaregotbythefast.too

11、ldroppingequipment.Aftermetallographicpreparationofchips,chip

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