【正文】 基于 DEFORM3D 的鈦合金高速切削仿真研究 指導(dǎo)教師 學(xué)歷 博士 職稱 講師 所學(xué)專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 具體要求 (主要 內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 )： 主要進(jìn)行幾何與材料建模，進(jìn)行動態(tài)仿真，分析不同因素對切削溫度和切削力的影響及切削溫度隨切削過程的進(jìn)行的變化。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過 的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小 符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 院（系）意見： 教學(xué)院長（主任）（簽字）： 年 月 日 備注： 摘要 高速切削加工技術(shù)是先進(jìn)制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，同時也是先進(jìn)制造技術(shù)重要研究方向之一，隨著鈦合金在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，對鈦合金高速切削技術(shù)的需求越來越急迫。首先是根據(jù)鈦合金高速切削特點建立幾何模型和材料模型，本文選用國內(nèi)鈦合金加工常用刀具材料硬質(zhì)合金 Carbide(Cobalt15%)和Ti6Al4V 工件材料。 關(guān)鍵詞： 鈦合金 高速切削 切削溫度 切削力 有限元分析 ABSTRACT High speed machining technology is important basis of advanced manufacturing , and it is one of the most important orientation of advanced manufacturing technology at the same time . With the widespread use of titanium alloys in various industries , the need of high speed cutting technology to titanium alloys is being more and more urgent . During the process of high speed cutting , cutting force and cutting heat are important reasons impacting improving the cutting speed of titanium alloys . They directly impact the wearing of cutting tools and the deformation condition of titanium alloy workpieces . What’s more , they are also of vital importance to the choosing of cutting tools and the process of titanium alloy cutting . Titanium alloy Ti6Al4V is the main research object in this text , and it carried out the process high speed cutting of titanium alloy for 3d dynamic simulation by the finite element software DEFORM3D , directly analysing the chang rule of the cutting force and cutting heat during the process . First of all , build up the model of geometry and materials according to the feature of titanium alloy high speed cutting . It choose the mon tool material Carbide(Cobalt15%) and workpiece material Ti6Al4V . Secondly , set cutting parameter and divide the mesh of the cutting tool and workpiece . Then , change the parameter many times . Analyse detailedly and draw the charts of cutting force and cutting heat changing rule during the cutting process at last . It has the vital significance in improving the cutting speed of titanium alloy and choosing tool materials by analysing the result of the simulation . Key words : Titanium , High speed cutting , Cutting heat , Cutting force , Finite element analysis 目 錄 第一章 緒 論 .......................................................... 1 本課題研究的意義和背景 ......................................... 1 鈦合金的特性及加工特點 ......................................... 1 鈦合金的材料特性 .......................................... 1 鈦合金的切削加工特點 ...................................... 2 鈦合金高速切削技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................... 3 第二章 DEFORM3D 軟件的介紹與切削模型的建立 ............................. 4 DEFORM 軟件的介紹 .............................................. 4 適用范圍及對象 ............................................ 4 DEFORM3D 的特點 ........................................... 5 DEFORM 功能模塊 ............................................ 6 DEFORM3D 有關(guān)功能模塊在本課題研究中的應(yīng)用 ..................... 6 基于 DEFORM3D 切削模型的建立 ................................... 7 DEFORM3D 中應(yīng)用加工向?qū)?塊進(jìn)行車削仿真的基本步驟 ......... 7 幾何模型的建立 ............................................ 8 材料模型的建立 ............................................ 9 網(wǎng)格劃分 .................................................. 9 刀屑分離準(zhǔn)則 ............................................. 10 刀具磨損模型 ............................................. 11 第三章 仿真結(jié)果分析 .................................................. 11 概述 .......................................................... 11 切 削仿真結(jié)果 .................................................. 12 仿真過程中的切削力 ............................................ 12 切削速度對切削力的影響 ................................... 15 切削深度和進(jìn)給量對切削力的影響 ........................... 16 仿真過程中的切削溫度 .......................................... 17 不同變量對切削溫度的影響 ................................. 17 第四章 總結(jié)與展望 ..................................................... 19 總結(jié) .......................................................... 19 展望未來 ...................................................... 19 致 謝 ................................................................ 21 參考文獻(xiàn) .............................................................. 22 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 1 第一章 緒 論 本課題研究的意義和背景 鈦合金由于其優(yōu)良的特性，在航空、航天、醫(yī)療、兵器、電子、化工等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 高速切削加工技術(shù)是國際上先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展趨勢，展開對鈦合金等難加工材 料的高速切削研究，設(shè)法解決鈦合金高速切削加工難題，對各行各業(yè)的飛速發(fā)展必定起到積極的作用。 鈦合金的特性及加工特點 鈦合金的材料特性 鈦合金的物理化學(xué)特性： 鈦合金的類型：（ 1） α相鈦合金（用 TA 表示 )。 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 2 在 253℃ 還能保持良好的塑性。但是，硫酸、氟酸和某些熱濃有機(jī)酸對鈦的腐蝕性大，另外鈦的腐蝕是均勻進(jìn)行的，不發(fā)生局部腐蝕和晶間腐蝕。 鈦的化學(xué)活性大，與大氣中的 O、 N、 H 等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。 鈦合金的線性膨脹系數(shù)約為鎳合金的 3/4，鋁合金和不銹鋼的 1/2，鎂合金的 1/3。鈦合金有如下切削特點： (1)變形系數(shù)?。哼@是鈦合金切削加工的顯著特點，變形系數(shù)小于或接近于 1。在相同的切削條件下，切削溫度可比 45 號鋼時高出一倍以上。 (4)冷