隨著數控技術,高速電主軸技術以及機床技術的飛速發展,高速切削(High SpeedCutting,HSC)技術已經在航空航天領域、汽車和模具制造行業得到了廣泛的應用,并持續受到工業界和學術界的重視,高速切削技術不單單是機械加工領域的一項前沿技術,更是工業界的一項實用技術。鈦合金作為一種輕型優質的結構材料,近年來被廣泛的應用在航空航天以及高溫高壓領域。但是由于鈦合金的物理性質的影響,鈦合金的成形方式主要以磨削為主。隨著高速切削技術的發展,高速加工技術也應用到鈦合金的成形領域。但是由于鈦合金屬于難加工材料,切削或者銑削鈦合金的切削參數不容易確定,不能達到最優的切削效率。利用試驗的方法獲得最優的切削參數會耗費大量的切削資金,并且費時費力。隨著數值模擬理論、高速切削理論以及有限元軟件發展,可以利用計算機技術并且輔助少量的切削試驗來獲得最優的切削參數。本文所做的主要工作包括以下幾點:
首先對高速切削以及切削機理進行的簡單的概述,然后根據直角切削理論對切削模擬過程中的一些關鍵點進行了介紹;最終建立了二維直角切削數值模擬模型。并且根據切削試驗得到的切屑形態以及切削力,在一定范圍內證明了所建立模型的正確性。通過數值模擬結果,可以分析一些切削參數對切削過程的影響。針對二維直角切削模擬單純研究切削機理的不足,通過對斜角切削理論的研究,建立了三維銑削鈦合金薄壁件的高速銑削模型。通過銑削鈦合金試驗得到的切屑形態以及切削力的對比,證明了所建立的有限元模型的正確性。通過數值模擬的結果,研究了在銑削薄壁件的過程中振動的發生以及銑削力的波動。









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