医用钛合金切削过程有限元仿真与试验研究

【摘要】： 钛合金TC4是一种综合性能优异的新型材料,在医疗、航空等领域的应用越来越广泛,但同时钛合金TC4也是一种难切削的金属材料,研究其切削过程对实际生产有着重要的现实意义。本文围绕医用钛合金(TC4)切削过程的有限元仿真和切削参数优化,主要作了以下几个方面的研究工作： 1.分析了金属切削过程切削层变形理论及材料非线性、几何非线性变形理论,研究了弹塑性大变形有限元求解过程,为进行TC4切削过程有限元仿真分析奠定了基础。 2.建立了基于Deform-3D有限元软件平台的TC4切削过程有限元仿真模型,对金属切削过程有限元仿真关键技术进行了研究。 3.通过仿真,研究了TC4切削过程中不同切削参数对切削力、切削温度的影响规律。 4.进行了TC4切削试验,分析了切削速度、每齿进给量与表面粗糙度之间的关系。 5.优化了TC4切削加工工艺参数,并通过了实际生产验证。 本文的研究对提高医用钛合金零件加工效率和加工质量,实现其高效精密铣削加工,促进医用钛合金材料的推广应用具有重要的意义。