机械工程学报

作者：王相宇, 仇文豪, 牛金涛, 刘国梁, 付秀丽, 郭培全, 乔阳

单位：1. 济南大学机械工程学院 济南 250022;2. 青岛理工大学机械与汽车工程学院 青岛 266520

关键词：钛铝合金,本构方程,低温切削,切削温度,去除机理；

基金：国家自然科学基金(52005215，52175408)、山东省自然科学基金(ZR2020QE181)和山东省高等学校科技计划(2019KJB021)资助项目。

钛铝合金具有低密度、高强度、抗氧化与抗高温蠕变等特点，在航空航天工业的应用潜力巨大，但该材料强度高，导热性能差，在切削加工中过高的切削温度导致加工效率低和表面完整性差。对材料进行了静态压缩试验和动态压缩试验，拟合了材料在-196～600 ℃下的本构方程；根据实际冷却条件，定义切削冷却边界，设置对流换热系数，建立了二维直角切削模型，并设计了测温刀片进行了试验验证，液氮低温冷却下的切屑形态与仿真切屑形态具有良好的一致性，试验与仿真得到的切削力和切削温度结果误差较小，说明了构建的钛铝合金低温本构方程和有限元模型具有较高的准确性，仿真得到的切削温度场也具有较高的可信性。结合仿真得到的等效塑性变形、应力场与切削温度场，进一步分析了液氮冷却切削钛铝合金的材料去除机理，发现其由周期性断裂去除向周期性断裂和绝热剪切断裂复合去除转变。

来源：2024年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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