TC4钛合金超声波椭圆振动切削仿真研究.pdf

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1、第ll期组合机床与自动化加工技术No．112013年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2013文章编号：1001—2265(2013)11—0017一o3TC4钛合金超声波椭圆振动切削仿真研究何俊，夏斌(四川大学制造科学与工程学院，成都610065)摘要：运用ABAQUS软件建立了TC4钛合金热应力耦合二维超声椭圆振动切削模型，并进行了超声波椭圆振动稳态切削的有限元仿真，得到了椭圆振动切屑形状和切削力、切削温度的变化曲线，并且与普通振动切削进行

2、了对比分析，结果表明了椭圆振动切削的切屑变形系数、切削力更低，切削温度略有升高，从而说明超声椭圆振动切削可以进一步改善切削条件，有利于实现TC4钛合金高精度加工。关键词：TC4钛合金；超声椭圆振动切削；有限元仿真中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ASimulationStudyofUltrasonicallyEllipticalVibrationCuttingofTC4TiAlloyHEJun，XIABin(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniv

3、ersity，Chengdu610065，China)Abstract：TheultrasonicallyellipticalvibrationcuttingmodelofTC4Tialloywhichiscoupleddisplace-ment—temperature2DwascreatedbyABAQUS，andthefiniteelementsimulationofultrasonicellipticalvibrationcuttinginsteady-statewascarriedout．Theelliptical

4、vibrationcuttingshapeandforce，cuttingtemperaturechangecurvewasobtained，anditwasanalyzedwiththeordinaryvibrationcutting．There—sultsshowthatthedeformationcoeficientofchip，cuttingforcedecreasedinellipticvibrationcutting，thecuttingtemperatureincreasesslightly，SOthatth

5、eultrasonicellipticalvibrationcuttingcanimprovethecuttingconditionfurther，isconducivetothehighprecisionmachiningofTC4Tialloy．Keywords：TC4Tialloy；ultrasonicallyellipticalvibrationcutting；finiteelementsimulation0引言1超声椭圆振动切削理论基础超声波椭圆振动切削技术(UEVC)是一种新型超声波椭圆振动切削加工与普通切削不

6、同之处的特种加工技术，它是通过特定的超声波振动系统在于切削过程中刀具切削刃在切削方向及切屑流出使得刀具切削刃在切削加工同时产生椭圆轨迹的振方向所组成的平面内沿椭圆轨迹振动，从而进行周动，从而避免了传统超声振动切削过程中由于后刀期性断续切削。与传统的超声振动切削一样，只要面与已加工表面的高频摩擦产生疲劳崩刃⋯现象，切削方向刀具振动速度大于切削速度，刀具在切削同时能够将前刀面与切屑之间有害的摩擦力变为有过程某时刻会脱离工件，称之为分离型，反之为不分利的切削力，增大剪切角，降低切削温度和切削离型，示意图如图1所示。本文针对分离型

7、超声力，提高加工精度。因此，超声椭圆振动切削比椭圆振动切削进行研究。普通振动切削在加工难加工材料方面有更好的应用前景。但是由于超声振动切削装置性能不够理想，而且通过实验方法去研究难加工材料超声椭圆振动切削相比普通振动切削的优越性，成本较高。本文基于大型通用有限元软件ABAQUS，对TC4钛合金分离型椭圆振动切削过程普通振动切削和超声椭圆振动切削过程进行有限元仿真，通过对比研究TC4钛合金超声椭圆振动切削<与普通振动切削的不同之处，为TC4钛合金机械加图1两种椭圆振动切削过程示意图工提供参考。收稿日期：2013—03—06；

8、修回日期：2013—04—18作者简介：何俊(1984一)，男，四川大学制造科学与工程学院工程师，主要研究方向为精密加工与超精密加工，(E—mail)hejun0201102@126．com。