本文關鍵詞：高速切削鈦合金刀具擴散磨損特性

  更多相關文章： 高速切削 鈦合金 硬質(zhì)合金刀具 擴散磨損 磨損控制

【摘要】：鈦合金材料具有質(zhì)量輕、強度大、耐腐蝕性能好及耐高溫等優(yōu)點,在航空航天領域廣泛使用。同時,鈦合金Ti6Al4V也具有導熱性低、化學活潑性高、加工回彈性大等缺點,在高速切削過程中的強熱力耦合場作用下的刀具,摩擦劇烈、刀具磨損嚴重,直接影響鈦合金構件的加工質(zhì)量。本文通過研究不同類型的硬質(zhì)合金刀具高速切削鈦合金Ti6Al4V過程中刀具擴散磨損行為,分析不同合金成分及元素組成對刀具擴散磨損的影響特性,表征高速切削鈦合金Ti6Al4V時硬質(zhì)合金刀具前刀面擴散磨損的形成過程。論文主要完成如下方面內(nèi)容:選用YG6、YG8刀具進行切削Ti6Al4V試驗,獲得切削過程中切削速度對切削力、切削溫度及刀具磨損的影響特性,為進一步研究合金成分對刀具擴散磨損的影響提供一定的理論和試驗基礎。提出硬質(zhì)合金刀具磨損的宏-介觀跨尺度分析方法,建立硬質(zhì)合金刀具原子群構型并進行優(yōu)化,推導原子的擴散速率計算公式以及分子動力學與連續(xù)介質(zhì)區(qū)耦合運動方程,為刀具宏-介觀跨尺度分析提供理論依據(jù)。通過硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V仿真分析,獲得硬質(zhì)合金刀具主切削力、刀-屑接觸區(qū)溫度、前刀面溫度、前刀面磨損深度隨切削速度的變化規(guī)律。同時,對硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V進行熱力耦合分析,獲得不同切削速度下的刀具應變及刀具應力分布情況。對硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V介觀原子群亂序運動及擴散特性進行分子動力學仿真,求解YG8、YT15、YW2刀具前刀面原子群擴散速率,分析三種刀具前刀面原子群密度變化特性,研究不同合金成分的硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V前刀面擴散磨損特性,提出控制硬質(zhì)合金刀具擴散磨損的方法。
【關鍵詞】：高速切削 鈦合金 硬質(zhì)合金刀具 擴散磨損 磨損控制
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的背景與意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 高速切削鈦合金研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 硬質(zhì)合金刀具切削力研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 硬質(zhì)合金刀具切削溫度研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 硬質(zhì)合金刀具磨損特性研究現(xiàn)狀14
• 1.3 高速切削鈦合金刀具元素擴散磨損問題分析14-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-19
• 第2章 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V試驗研究19-28
• 2.1 試驗方案設計19-22
• 2.1.1 試驗條件19-21
• 2.1.2 試驗方法21-22
• 2.2 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V切削力及切削溫度分析22-23
• 2.2.1 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V切削力分析22-23
• 2.2.2 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V切削溫度分析23
• 2.3 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V刀具磨損情況分析23-26
• 2.3.1 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V刀具磨損分析23-24
• 2.3.2 切削速度對硬質(zhì)合金刀具前刀面擴散磨損的影響24-26
• 2.4 本章小結26-28
• 第3章 硬質(zhì)合金刀具擴散磨損的跨尺度分析方法28-41
• 3.1 刀具的原子/連續(xù)介質(zhì)過渡區(qū)模型28-31
• 3.1.1 基于MAAD方法的原子/連續(xù)介質(zhì)過渡區(qū)模型28-30
• 3.1.2 分子動力學區(qū)與連續(xù)介質(zhì)區(qū)耦合運動方程30-31
• 3.2 硬質(zhì)合金刀具分子動力學分析方法31-37
• 3.2.1 刀具原子群的構型及其優(yōu)化31-36
• 3.2.2 系統(tǒng)的溫度與動能漲落36
• 3.2.3 原子群擴散速率的解算方法36-37
• 3.3 硬質(zhì)合金刀具切削過程的熱力特性37-40
• 3.3.1 硬質(zhì)合金刀具切削熱的傳導37-38
• 3.3.2 硬質(zhì)合金刀具前刀面受力分析38-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V有限元仿真分析41-57
• 4.1 基于Deform的硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V仿真41-48
• 4.1.1 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V正交模型41-42
• 4.1.2 刀具-工件切削模型的邊界條件及網(wǎng)格劃分42
• 4.1.3 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V仿真分析42-48
• 4.2 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V仿真結果分析48-50
• 4.2.1 切削速度對硬質(zhì)合金刀具刀-屑接觸區(qū)溫度的影響48
• 4.2.2 切削速度對硬質(zhì)合金刀具前刀面溫度的影響48-49
• 4.2.3 切削速度對硬質(zhì)合金刀具前刀面磨損深度的影響49-50
• 4.2.4 切削速度對硬質(zhì)合金刀具主切削力的影響50
• 4.3 硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti6Al4V熱力耦合分析50-55
• 4.3.1 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V有限元模型及邊界條件50-52
• 4.3.2 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V刀具應力仿真分析52-53
• 4.3.3 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V刀具應變仿真分析53-55
• 4.4 本章小結55-57
• 第5章 高速切削鈦合金Ti6Al4V刀具擴散磨損特性57-80
• 5.1 刀具切削過程中原子群亂序運動及擴散特性57-72
• 5.1.1 YG8刀具原子群亂序運動及擴散特性57-62
• 5.1.2 YT15刀具原子群亂序運動及擴散特性62-67
• 5.1.3 YW2刀具原子群亂序運動及擴散特性67-72
• 5.2 三種刀具材料原子群的擴散速率72-74
• 5.3 高速切削鈦合金擴散磨損特性及其控制方法74-78
• 5.3.1 硬質(zhì)合金刀具切削Ti6Al4V擴散磨損特性74-75
• 5.3.2 硬質(zhì)合金刀具相對灰色關聯(lián)分析75-77
• 5.3.3 硬質(zhì)合金刀具高速切削刀具磨損控制77-78
• 5.4 本章小結78-80
• 結論80-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及其他成果85-86
• 致謝86

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本文編號：852008