【摘 要】
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金属切削加工过程中,切削力是重要的输出物理量之一,伴随着摩擦磨损、振动、切削变形等现象。切削力又进一步对已加工表面质量产生影响,因此,研究切削力和表面质量之间的关系
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金属切削加工过程中,切削力是重要的输出物理量之一,伴随着摩擦磨损、振动、切削变形等现象。切削力又进一步对已加工表面质量产生影响,因此,研究切削力和表面质量之间的关系是非常必要的,有助于丰富切削机理,具有指导实践意义。本文通过单因素实验与正交实验结合的研究方法,基于直角切削模型,针对钛合金和铜合金进行干式车削实验,研究了切削参数对切削力、表面粗糙度的影响规律,并对车削过程中刀具振动的变化情况、切屑形态的变化对切削力的影响加以分析,主要研究内容和结论如下:(1)针对钛合金单因素实验和正交实验,选择不同切削用量对钛合金TA2、TA15棒料进行车削实验,分析切削用量(切削速度Vc、进给量f、切削深度ap)对切削力的影响规律,探讨刀具振动与切削力之间的关系、切屑形态变化对切削力的影响。根据钛合金正交实验,研究了切削用量对切削力的影响程度,找到影响切削力的主要因素和次要因素。通过对钛合金正交实验结果的多元线性回归分析,建立车削工业纯钛TA2的切削力经验公式。(2)以表面粗糙度为表面质量的衡量指标,通过对工业纯钛TA2的表面粗糙度实验,研究切削用量对表面粗糙度的影响规律,并得出车削加工TA2表面粗糙度的定量表达式。详细分析了刀具振动与表面粗糙度之间的关系。(3)针对钛合金切削力和表面粗糙度实验,分别对切削力和表面质量之间的关系进行定性分析与定量分析。(4)通过对铜合金QAl9-4车削过程进行二维有限元仿真分析,将切削力的实验值与仿真值进行对比,分析两者之间产生误差的原因,并提出构建本构模型的一种新思想。
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