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《东北大学》 2014年
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大直径薄壁圆筒件切削动态仿真及变形控制分析

王志忠  
【摘要】:钛合金大直径薄壁圆筒件,由于其质量轻、强度高的特点广泛应用于航空发动机。由于钛合金难切削,且薄壁件刚性差等,且在实际加工中,对薄壁件加工变形情况尚不明确,工艺、装夹等只能凭借经验而定,因此工件经常会出现尺寸超差的问题,甚至报废。本文利用有限元方法,分别从静力学分析和动态切削仿真分析的角度,对工件加工过程中车削和铣削情况进行分析,得到工件在切削加工过程中的变形趋势与规律,并提出变形控制的方法。本文通过对钛合金Ti-6Al-4V薄壁圆筒结构件的动态车削和铣削仿真分析,主要得到以下研究成果:Ti-6Al-4V的切削力。分别用理论计算的方法和切削仿真的方法得到钛合金材料的车削力和铣削力。通过几种切削力计算方法的比较分析,得到准确性较高的钛合金材料的车削和铣削三向力。同时,利用动态切削仿真的方法,得到钛合金的车削和铣削三向力,对其结果相互验证。薄壁圆筒件的静力学分析。建立了薄壁圆筒件有限元静力学模型。利用理论计算得到的切削力,对薄壁圆筒件进行静力学分析,得到薄壁件在静力学分析中应力和变形趋势。薄壁圆筒件的车削仿真和铣削仿真。建立了薄壁结构件车削和铣削的温度——位移动态仿真模型。根据实际加工的装夹和工艺情况,对薄壁件车削和铣削情况进行动态模拟。得到了工件在切削过程中切削力、应力、变形、温度场随切削进行的变化规律。薄壁件变形控制分析。通过对静力学和动态仿真结果的对比、验证分析,得到薄壁件的变形状况与规律。对钛合金薄壁圆筒件实际加工提出变形预防措施,提高工件的加工精度。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:V263

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