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钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析

吴红兵,  王朋

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吴红兵, 王朋. 钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3988-3992.
引用本文: 吴红兵, 王朋. 钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3988-3992.
shu
Wu Hongbing, Wang Peng. Simulative and experimental investigation on ultra-precision cutting of titanium alloy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3988-3992.
Citation: Wu Hongbing, Wang Peng. Simulative and experimental investigation on ultra-precision cutting of titanium alloy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3988-3992.
shu

钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析

  • 1.

    浙江大学宁波理工学院机电与能源工程学院,浙江宁波315100;

  • 2.

    浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室,浙江宁波315100;

  • 3.

    天津津航技术物理研究所,天津300308

基金项目: 

浙江省教育厅项目(Y201122035)

详细信息
    作者简介:

    吴红兵(1979-),男,副教授,博士,主要从事切削加工方面的研究。Email:wuhongbing79@126.com

    通讯作者: 王朋渊1980-冤,男,博士,主要从事超精密加工技术方面的研究。Email:Wpeng605@126.com

  • 中图分类号: TH161

Simulative and experimental investigation on ultra-precision cutting of titanium alloy

  • 1.

    School of Mechanical and Energy,Ningbo Institute of Technology,Zhejiang University,Ningbo 315100,China;

  • 2.

    Zhejiang Provincial Key Lab of Part Rolling Technology,Ningbo 315100,China;

  • 3.

    Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin 300308,China

  • 摘要: 以钛合金材料TC源的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的有限元模型对钛合金的加工过程进行了正交切削有限元模拟。通过模拟获得了切屑形成过程、切削力曲线以及温度分布等结果。应用单点金刚石车床进行了钛合金TC4 的超精密车削实验, 研究结果显示数值模拟结果与实验结果比较吻合。数值模拟方法的有效性也得到了验证,可以进一步用来研究钛合金材料的切削过程。
    Abstract: To investigate the cutting mechanism of the titanium alloy TC4 in the ultra-precision cutting process, an orthogonal cutting finite element model was established. The key techniques of modeling the FEM model and the material model were introduced detailed. The ultra-precision cutting process of titanium alloy was simulated using the established FEM model. The chip formation, cutting force and cutting temperature were obtained. To validate the simulation, an ultra-precision turning experiment has been carried out by single point diamond turning machine. Through the comparison of chip formation and cutting force, the result of simulation agrees with the result of experiment. It proves that the FEM method is an effective method can be used to investiate the ultra-precision cutting mechanisms of titanium alloys.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-22
  • 修回日期:  2014-05-26
  • 刊出日期:  2014-12-25

钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析

  • 1. 浙江大学宁波理工学院机电与能源工程学院,浙江宁波315100;
  • 2. 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室,浙江宁波315100;
  • 3. 天津津航技术物理研究所,天津300308
    • 作者简介:

    吴红兵(1979-),男,副教授,博士,主要从事切削加工方面的研究。Email:wuhongbing79@126.com

    通讯作者: 王朋渊1980-冤,男,博士,主要从事超精密加工技术方面的研究。Email:Wpeng605@126.com
  • 收稿日期: 2014-04-22
  • 修回日期: 2014-05-26
  • 刊出日期: 2014-12-25
基金项目:

浙江省教育厅项目(Y201122035)

  • 中图分类号: TH161

摘要: 以钛合金材料TC源的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的有限元模型对钛合金的加工过程进行了正交切削有限元模拟。通过模拟获得了切屑形成过程、切削力曲线以及温度分布等结果。应用单点金刚石车床进行了钛合金TC4 的超精密车削实验, 研究结果显示数值模拟结果与实验结果比较吻合。数值模拟方法的有效性也得到了验证,可以进一步用来研究钛合金材料的切削过程。

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