PCBN刀具切削钛合金TC4机理的研究.pdf

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1、PCBN刀具切削钛合金TC4机理的研究MechanismonCuttingTitaniumAlloyTC4withPCBNTool作者姓名赵盟．一学位类型堂压亟±学科、专业扭越盔』造丛墓自动丝研究方向扭越生9造让篡扭绽金自动丝导师及职称奎塑呈塾握9．011年4月合肥工业大学lIll'1111ITIIIIi

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3、IIIqllllllY1886028本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：亏毛亲岛台峨以肱孚挑．i7黼鲺徽z合(k2也t；杈孑灸仓}lD≥易六否熬援．》岛__：魈讶委

4、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致i舅}的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金Ⅱ巴』L些厶堂或其他教育机构的学何或证1；而使川过的材料。与我一同．I：作的同忠对本研究所做的任何贡献均已住论文中作了明确的说明井表示谢意。学位论文作者签字：蔻苎锑签字日}lJj：工口If年牟月够日学位论文版权使用授权书本学何论文作者完全r解佥壁：!：些厶堂有火保留、使川学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件利磁糯，允许论文被壳阅或

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6、Jj：工。f1年争月≥；日签字日期：2移f1年4月够日学位论文作者毕业后玄向：l：作单何：通讯地址：电话：邮编：PCBN刀具切削钛合金TC4机理的研究摘要钛合金具有一系列优良的性能，在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域得到越来越广泛地应用。由于钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高，其可加工性能差，是一种难加

7、工材料。随着高速切削加工技术的研究，钛合金的高速切削加工近年来也成了国内外研究的热点。本文通过新型快速落刀装置进行钛合金TC4切屑金相试验。切屑金相制备完成后，采用电子显微镜观察不同切削用量下的切屑形貌，分析了切屑内部的变形特征以及切削速度对剪切带影响。分析结果表明切屑内部在很窄的区域内发生了较大的剪切滑移变形且剪切带经腐蚀后呈白亮状，组织细密，而其周围的基体由于受热影响较小未发生较大变形。随着切削速度的提高剪切带的宽度与速度成反比。通过软件Digimizer对锯齿形切屑的形态参数进行了测量和分析，研究了切削用量对锯齿形切屑齿距与切削比、剪切带倾角

8、、锯齿化程度影响。通过单因素试验，分析PCBN切削钛合金TC4时切削用量对刀具的寿命的影响。试验后通过电子显微镜(SEM)和能量分散光谱(EDS)扫描，探讨PCBN刀具在切削钛合金的损坏形态和磨损机理。研究尝试用有限元仿真技术对金属切削过程进行数值模拟，本文通过大型仿真软件ABAQUS，以Johnson．Cook模型为材料本构方程，并使用切削分离准则，建立高速正交切削有限元模型，仿真锯齿状切屑的形成。仿真所得切屑和试验所得结果有很好的吻合性，特别是在刀具前角为0。时，两种方式得到的剪切角都为45。。因此判断用有限元方法仿真金属切削过程是可行的。关键

9、字：钛合金；切削根部金相；刀具寿命；刀具磨损机理；有限元仿真MechanismonCuttingTitaniumAlloyTC4withPCBNToolABSTRACTBecauseoftheexcellentperformanceofTitaniumalloy,itiSusedmoreandmorewidelyinindustryfields，includingaviation，spaceflight，vehicleengineeringandbiomedicalengineeringetc．Becauseoflowthermalconducti

10、vity，smallelasticmodulusandhighchemicalactivity,Titaniumalloyisdifficulttobemanufactured．Withthedevelopmentofhigh-speedmachiningtechnology，highspeedcuttingoftitaniumalloyhasbecomearesearchhotspotathomeandabroadinrecentyears．TitaniumalloyTC4chipmetallographicaregotbythefast．too

11、ldroppingequipment．Aftermetallographicpreparationofchips，chip