强化冷却下正交切削Ti6Al4V合金的有限元分析

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2006, Vol. 34 ›› Issue (7): 40-44.

强化冷却下正交切削Ti6Al4V合金的有限元分析

赵威　何宁　李亮

南京航空航天大学机电学院，江苏南京 210016

收稿日期:2005-09-05 出版日期:2006-07-25 发布日期:2006-07-25
通信作者: 赵威 (1977-）,男 ,博士生 ,主要从事难加工材料高速切削及难加工结构高效精密加工的研究. E-mail:nuaazw@163.com
作者简介:赵威 (1977-）,男 ,博士生 ,主要从事难加工材料高速切削及难加工结构高效精密加工的研究.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目 (50175051)

Finite Element Analysis of Orthogonal Cutting of Ti6Al4V Alloy in Enhanced Cooling Condition

Zhao Wei He Ning Li Liang

College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing Univ. of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu, China

Received:2005-09-05 Online:2006-07-25 Published:2006-07-25
Contact: 赵威 (1977-）,男 ,博士生 ,主要从事难加工材料高速切削及难加工结构高效精密加工的研究. E-mail:nuaazw@163.com
About author:赵威 (1977-）,男 ,博士生 ,主要从事难加工材料高速切削及难加工结构高效精密加工的研究.
Supported by:
国家自然科学基金资助项目 (50175051)

摘要/Abstract

摘要： 为正确分析切削介质的强化冷却对金属切削过程的影响，应用通用商业有限元软件 Deform-2D，对航空用钛合金 Ti6Al4V进行了强化冷却条件下的正交切削有限元模拟.通过几何建模、网格划分、边界条件的设定以及材料本构模型的选取等，模拟了 Ti6Al4V合金锯齿状切屑的形成过程；文中还分析和探讨了不同强化冷却条件下的切屑形成、切削力以及切削温度的变化.结果表明：随着换热系数的增大，刀具前刀面的平均温
度逐渐减小，而换热系数的高低对切削力及前刀面最高切削温度的变化无显著影响。

关键词: 强化冷却, 正交切削, Ti6Al4V合金, 有限元分析

Abstract:

In order to correctly analyze the effect of enhanced cooling of the cutting media in the metal-cutting process, the orthogonal cutting process of aeronautical Ti6Al4V alloy in the enhanced cooling condition is simulated using a commercial finite element software Deform-2D, and the formation processof the serrated Ti6Al4V chips is simulated by geometric modeling, meshing, boundary condition setting and materialmodeling, etc. The chip for-mation, cutting force and cutting temperature in different enhanced cooling conditions are then analyzed and dis-cussed. The results indicate that, with the increase in heat exchange coefficient, the mean rake temperature de-creases, while the maximum cutting temperature and the cutting force change little.

Key words: enhanced cooling, orthogonal cutting, Ti6Al4V alloy, finite element analysis

赵威　何宁　李亮. 强化冷却下正交切削Ti6Al4V合金的有限元分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(7): 40-44.

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