【正文】 0℃ 的溫度下，仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能，但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度不高 。我國鈦資源非常豐富， TiO2總儲量達(dá) 9 億噸，儲量世界第一，中國必將成為鈦金屬的世 界生產(chǎn)大國。 （ 4）針對車削鈦合金設(shè)計(jì)專門的車床，對加工外罩車零件某一工位設(shè)計(jì)出專用夾具 。因此選擇這幾個(gè)參考指標(biāo)進(jìn)行研究。因此，它的分析結(jié)果要比其他的通用有洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 限元分析軟件更具有可信性。但是隨著鈦合金應(yīng)用的普及，普通車床仍然是加工鈦 合金的主要設(shè)備。 三、本文研究的主要意義 鈦合金由于獨(dú)有的材料特性，其應(yīng)用逐漸從航空和軍事領(lǐng)域向汽車和民用領(lǐng)域擴(kuò)展。 有限元法是建立在固體變分原理基礎(chǔ)之上的，用有限元進(jìn)行分析時(shí)，首先將 被分析物體離散成為許多小單元，其次給定邊界條件、載荷和材料特性，再者求解線性或非線性方程組，得到位移、應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等結(jié)果，最后在計(jì)算機(jī)上，使用圖形技術(shù)顯示計(jì)算結(jié)果。 二、研究方法：有限元 分析 50 年代中期至 60 年代末，有限元法出現(xiàn)并迅猛發(fā)展，由于當(dāng)時(shí)理論洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 尚處于初級階段，計(jì)算機(jī) 的硬件及軟件也無法滿足需求，有限元法和有限元程序無法在工程上普及。用理論解析法求熱傳導(dǎo)問題的優(yōu)點(diǎn)是可以表示溫度分布的函數(shù)關(guān)系，并且科學(xué)分析影響因素。實(shí)踐證明，含鉭的硬質(zhì)合金 YG6A(屬于細(xì)顆粒鎢鉆類硬質(zhì)合金 )，由于加入了少量的稀有元素，提高了刀片耐磨性，代替了原有的 YG6X，其抗彎強(qiáng)度、硬度也都比 YG6X 高。目前國內(nèi)外不少學(xué)者對鈦合金的切削加工進(jìn)行了更加深入細(xì)致的研究。分析了切削過程中切削溫度 的變化規(guī)律。 切削過程的建模和仿真在改進(jìn)切削刀具的設(shè)計(jì)和優(yōu)化切削參數(shù)方面有很大的發(fā)展?jié)摿?。但由于其特殊的材料性能使其加工效率比較低下，加工成本較大。因此研究鈦合金的切削性能，提高加工效率具有重要的意義。有限元法逐漸成為切削過程的研究和仿真的一種有效手段。 關(guān)鍵詞： 車削，鈦合金，有限元， DEFROM3D 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Finite Element Simulation of Turning Titanium Alloy Process ABSTRACT Since the reform and opening, due to production technology unceasing enhancement, All kinds of materials especially the most use of exploitation and utilization of titanium alloy, got fully used, and is increasingly being used in the production of all aspects of life． However， because of its unique material properties， we can not get better processing efficiency and lower processing costs. Therefore， it’s of great significance to study machinability of titanium alloys for improve the processing efficiency． In this paper, the cutting performance of the titanium have been researching. Metalcutting process is a very plex process. Turning operations are performed to modify shape, dimension, and surface roughness of a workpiece cutting away from it several layers of material. Modeling and simulation of cutting processes have the potential for improving tool designs and selecting optimum conditions． Finite element method is being one of method to research and simulate the curing processes． The one objective of this study was to develop a FEM model for simulating the cutting process in turning and predict curing forces and temperatures using finite element analysis． On the basis of predata collection of the workpiece flow stress and high strain rate and high temperature friction coefficient, Simulation of cutting process is set up by using of finite element software DEFORM3D. Analyze the cutting temperature changes of the cutting process. KEY WORDS: Turning , Titanium Alloy, Finite element, DEFROM3D 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 鈦合金的性能及應(yīng)用 ............................................................... 4 鈦合金的化學(xué)性能 ................................................................ 4 鈦合金的切削特點(diǎn) .................................................................... 6 鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀 .................................................................... 7 第 2 章 車削鈦合金實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 ....................................................... 9 實(shí)驗(yàn)相關(guān)材料 ............................................................................ 9 工件材料 .......................................................................... 9 刀具材料 .......................................................................... 9 實(shí)驗(yàn)方案 .................................................................................... 9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 ...................................................................... 10 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ..........................................................................11 結(jié)果分析 ........................................................................ 12 第 3 章 鈦合金車削有限元仿真 ......................................................... 15 有限元分析方法過程 ............................................................. 15 有限元軟件 DEFORM3D 介紹 ............................................. 15 DEFORM3D 中應(yīng)用加工向?qū)K進(jìn)行車削仿真的基本步驟 .................................................................................................. 17 DEFORM3D 中切削加工過程有限元模 型建立的主要注意點(diǎn) .................................................................................................. 18 網(wǎng)格劃分的設(shè)置 ........................................................... 18 切屑的分離標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定 ................................................... 19 材料模型的建 立 ........................................................... 20 速度邊界條件的確定 ................................................... 20 時(shí)間步長的確定 ........................................................... 20 第 4 章 仿真分析 .................................................................................. 22 概述 .......................................................................................... 22 不同切削條件下的切削力仿真 ............................................. 22 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 不同切削條件下的切削溫度仿真 ......................................... 25 切削力的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比 ................................. 27 第 5 章 車床主軸 箱及夾具設(shè)計(jì) ......................................................... 29 車床主軸箱的設(shè)計(jì) .................................................................. 29 確定極限轉(zhuǎn)速 ................................................................ 29 確定公比 ......................................................................... 29 求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) ........................................................ 29 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 .................................................... 29 繪制轉(zhuǎn)速圖 ..................................................................... 31 確定公比齒輪齒數(shù)的確定 ............................................ 33 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 ........................................................ 34 夾具設(shè)計(jì) .................................................................................. 35 零件分析 ........................................................................ 35 定位基準(zhǔn)的選擇 ........................................................