论文部分内容阅读
镍基高温合金GH4169在高温下仍具有高强度、抗疲劳性以及稳定性,被大量用于航空航天、军事等领域,但由于加工过程中具有硬质点多、导热性差等特点,被认为是最难加工的材料之一,阻碍了它的更广泛应用。所以研究镍基高温合金的切削加工性能以及在切削过程中切削力、切削温度的变化,有利于切削参数的选择优化以及刀具参数的选择。同时,为降低切削加工的研究成本,使用有限元模拟切削过程已被广泛用于切削研究及切削参数优化的工作中。本文通过对金属切削机理以及模拟仿真加工过程中的材料本构模型、切屑分离准则、摩擦模型等关键技术的讨论研究,应用ABAQUS软件对切削加工过程进行有限元模拟,并将模拟结果与试验法获得的结果进行对比分析。本文的研究内容主要有以下几方面:1.通过对切削仿真技术的研究,建立了车削GH4169的二维正交切削仿真模型,对车削加工过程进行数值模拟,研究切削过程中切削力和切削温度随切削速度、切削深度以及刀具前角的变化规律。2.通过对切削仿真技术的研究,建立三维车削仿真模型,研究切削速度对车削过程的影响,并与二维仿真结果进行对照分析;建立简化的三维铣削模型,研究铣削过程中铣削温度随铣削速度的变化规律以及铣削用量对铣削力的影响。3.通过试验法切削加工镍基高温合金GH4169,测量车削过程中的切削力和切削温度以及铣削过程中的铣削力,将测量结果与仿真结果进行对比分析。通过对仿真结果和试验结果的处理分析,获得了切削过程中各切削参数对切削力及切削温度的影响规律,可以指导加工过程中切削用量的选择以及刀具几何参数的确定,对提高加工效率和加工质量,降低加工成本,有重要意义。仿真结果与试验结果之间存在的差异性是由于材料本构模型不精确、模型简化以及试验误差等存在导致的,但切削力和切削温度的变化趋势是一致的,切削仿真可以对试验结果进行预测。