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微织构球头铣刀铣削过程热—力耦合行为研究
在金属切削加工领域,将微织构置入到刀具表面上起到了一定的减磨抗摩作用,这也成为了近年来攻克一些加工难加工材料(例如钛合金)时刀具寿命较短的热点课题。大多学者针对微织构球头铣刀加工一些难加工材料时的应力场或温度场进行了单一的研究,而两个物理场之间是相互作用的。
因此,本文结合理论计算与铣削试验深入地研究了铣削过程中微织构球头铣刀力、热以及耦合场的分布情况。首先,进行了微织构的激光制备试验,对球头铣刀铣削钛合金过程中的刀-屑接触区域进行理论分析计算,得出微织构加工区域,进行制备;设计搭建了铣削试验平台,铣削宽度为定值,以铣削速度、切削深度及每齿进给量为三个因素设计了正交切削试验,同时测量铣削力和铣削温度在切削过程中随时间的变化值,为受力密度函数及受热密度函数的求解提供数据。
其次,利用铣削试验数据,对铣削力经验公式、刀-屑接触面积经验公式及微织构球头铣刀的受力密度函数进行求解。以受力密度函数作为载荷边界条件,对微织构刀具的应力场进行仿真,得到切入、切出过程中任意时刻微织构球头铣刀所受的瞬时应力和应变状态,为微织构球头铣刀热-力耦合行为研究提供参考。 ...
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