【摘 要】
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介观尺度切削介于微观和宏观尺度切削之间,以传统切削技术为基础,加工介观尺寸范围的零部件,因此需要较高的精密度和表面质量。钛合金材料强度高、抗蚀性好,但因其比热容小,热传导系数低,在加工过程中可能出现变形和刀具磨损等问题,从而加剧工件表面毛刺的形成。毛刺作为常规切削加工过程中不可忽略的不良产物,在介观尺度下钛合金切削过程中更是影响产品质量的存在。因此本文在仿真和实验相结合的基础上,研究钛合金介观尺度
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介观尺度切削介于微观和宏观尺度切削之间,以传统切削技术为基础,加工介观尺寸范围的零部件,因此需要较高的精密度和表面质量。钛合金材料强度高、抗蚀性好,但因其比热容小,热传导系数低,在加工过程中可能出现变形和刀具磨损等问题,从而加剧工件表面毛刺的形成。毛刺作为常规切削加工过程中不可忽略的不良产物,在介观尺度下钛合金切削过程中更是影响产品质量的存在。因此本文在仿真和实验相结合的基础上,研究钛合金介观尺度切削下毛刺生成机理,分析不同参数对切削毛刺的影响,对减少加工过程中毛刺的形成具有重要的实际意义。为更好的分析毛刺形成机理,首先研究切削和切屑的形成机理,分析最小切削厚度在介观尺度切削加工过程中的形成机理和理论模型,再对毛刺的形成机理及铣削过程中产生的毛刺进行理论分析。基于ABAQUS有限元仿真软件,对介观尺度下钛合金铣削生成毛刺过程进行仿真,分析不同位置毛刺的形成过程,分析在切屑和毛刺形成过程中瞬时切削厚度和最小切削厚度之间的关系,并通过正交分析法分析铣削各因素(刀具转速、进给速度、切削深度)对不同位置(进给顺铣方向和逆铣方向的顶部毛刺、切出端侧边毛刺)的毛刺高度的影响,分别进行极差分析,再将每个参数条件作为一个控制变量在单因素影响下对毛刺高度分别进行分析研究。最后结合实际加工条件,进行钛合金铣削加工实验,分别控制主轴转速、进给速度和切削深度的变量,对生成的顶部两侧毛刺的尺寸进行定量分析,用控制变量法单因素分析不同切削参数对顶部毛刺尺寸的影响,以分析影响毛刺生成的因素与毛刺尺寸之间的关系。
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