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随着经济社会的飞速发展,国家战略需求及人民生活水平质量的提高,钛合金凭借着良好的比强度、热强度、耐腐蚀性以及优良的低温性能等优点而越来越广泛的被应用于航空航天、汽车、武器、化工、医疗、生活日用品等领域。然而钛合金性能虽然优越,其加工却非常困难,加上钛资源有限,更是增加了其成本。因此,研究钛合金的切削加工性能,分析钛合金加工刀具的性能,对于降低钛合金加工成本,节约合理利用钛资源,提升国家综合实力和人民生活水平具有重大而长远的现实意义。钛合金的一系列优异特性也造成了其加工的复杂性。影响钛合金切削加工的因素参数众多,有切削力、切削温度、切削速度、进给量、被吃刀量、刀具材料、刀具几何刃角、切削液等。因素越多,越造成加工过程的不确定性,因此合理选择单因素分析,采用控制变量法,可以有效降低分析过程的复杂性,并提高分析结果的精确性。在影响钛合金切削过程的众多因素中,切削力和切削温度是影响钛合金切削加工的最主要因素。通过采用控制变量法来分析刀具的热力学性能,对于提高钛合金的加工效率、优化钛合金加工的工艺参数、合理选择设计钛合金加工机床、反馈指导加工过程等具有直接重要意义。 本文对钛合金及切削加工理论进行深入研究,根据学校现有实验设备,通过车床、测力仪、测温仪、计算机等,进行一系列实验,求出切削力随切削速度、进给量、背吃刀量的关系曲线和精确数值,切削温度随切削速度、进给量、背吃刀量的关系曲线和精确数值,观察分析其趋势,并得出单因素实验公式及综合实验公式。通过对新型专业有限元分析软件 DEFORM-3D的深入学习研究,对切削过程进行仿真模拟,得出切削力、切削温度随切削速度、进给量、背吃刀量的关系曲线图及精确数值。通过实验结果和仿真结果的对比分析,得出具有相似的一致性结果,最终得出钛合金切削过程的最佳工艺参数。 本文采用专业有限元分析软件 DEFORM-3D,直接调用软件材料库及切削模块进行分析,前期处理省去材料本构方程等复杂计算环节、软件本身自带强大的网格自划分功能,使得分析省时省力,节约资源,具有极大的优越性。同时,通过实验结果与仿真结果的对比分析,使得结果更加精确,更具有说服性。