發(fā)布時間：2022-12-18 19:11

　　鎳基高溫合金因其優(yōu)異的高溫特性而被廣泛應(yīng)用于航空航天發(fā)動機(jī)核心零件,然而其切削加工性差、加工用刀具昂貴、刀具易磨損以及加工效率低下,采用傳統(tǒng)的實驗手段研究鎳基高溫合金銑削工藝優(yōu)化會大大增加研發(fā)成本和周期。隨著計算機(jī)技性能的提升以及有限元技術(shù)在切削領(lǐng)域的快速發(fā)展,采用數(shù)值模擬手段部分代替實驗已經(jīng)成為研究趨勢。本論文基于Abaqus/Explicit仿真平臺對整體式硬質(zhì)合金立銑刀銑削鎳基高溫合金GH4169進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:（1）闡述了金屬切削有限元仿真的關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)銑削工藝建立了三維銑削數(shù)值模擬模型;（2）設(shè)計了整體式硬質(zhì)合金立銑刀銑削GH4169的實驗,同時基于該切削用量建立了三維銑削仿真模型,立銑刀模型首先采用逆向工程進(jìn)行三維實體掃描,然后通過點云重構(gòu)刀具以減小因刀具幾何結(jié)構(gòu)誤差帶來的不確定因素,最后以切削力為指標(biāo),通過對比分析后發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果和實驗所測切削力最大誤差在20%左右,并且兩者切削力變化趨勢相同,驗證了仿真模型的可靠性;（3）基于驗證后的銑削仿真模型,設(shè)計了高效銑削GH4169的工藝參數(shù)優(yōu)化正交試驗,采用最小切削力和切削溫度作為評價指標(biāo)并以材料去除率作為參考最終得... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 鎳基高溫合金的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鎳基高溫合金的高速切削研究現(xiàn)狀
        1.2.2 切削仿真研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 GH4169 三維銑削關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 引言
    2.2 材料的本構(gòu)模型
        2.2.1 Zerilli-Armstrong本構(gòu)模型
        2.2.2 Usui本構(gòu)模型
        2.2.3 Drucker Prager本構(gòu)模型
        2.2.4 Johnson-Cook本構(gòu)模型
    2.3 材料損傷模型
    2.4 刀具工件接觸模型
        2.4.1 面面接觸和通用接觸算法
        2.4.2 刀具工件摩擦模型
        2.4.3 熱交換模型和傳熱
    2.5 刀具和工件材料屬性
    2.6 網(wǎng)格劃分技術(shù)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 鎳基高溫合金GH4169 銑削實驗
    3.1 引言
    3.2 刀具幾何重構(gòu)
    3.3 實驗準(zhǔn)備
        3.3.1 銑削實驗刀具和工件材料
        3.3.2 實驗機(jī)床
        3.3.3 測量設(shè)備與儀器
    3.4 實驗條件設(shè)計
    3.5 仿真結(jié)果分析
        3.5.1 切削速度對切削力影響分析
        3.5.2 進(jìn)給速度對切削力影響分析
        3.5.3 軸向切深對切削力影響分析
        3.5.4 銑削機(jī)理研究
    3.6 實驗與仿真對比分析
        3.6.1 實驗仿真切屑形態(tài)對比
        3.6.2 實驗仿真切削力對比
    3.7 本章小結(jié)
第4章 銑削數(shù)值模擬工藝參數(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 基于切削用量參數(shù)優(yōu)化的正交試驗
        4.2.1 正交試驗設(shè)計
        4.2.2 多指標(biāo)試驗和極差分析
        4.2.3 最優(yōu)組合成果分析
    4.3 基于刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的單因素試驗
        4.3.1 整體式硬質(zhì)合金立銑刀三維建模
        4.3.2 單因素實驗設(shè)計方案
        4.3.3 單因素試驗結(jié)果分析
            4.3.3.1 徑向前角γ0 單因素分析
            4.3.3.2 螺旋角對仿真結(jié)果的影響
    4.4 本章總結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3722606