生物医疗材料Ti13Nb13Zr铣削稳定性建模与仿真研究

摘要

针对新型β钛合金Ti13Nb13Zr作为良好的生物植入体医疗材料却因强度高、韧性大、加工过程中易产生颤振等问题，综合考虑铣削过程中再生效应、模态耦合效应、过程阻尼效应等因素，将铣削过程简化为二自由度铣削模型，建立系统动力学方程，并采用二阶全离散法进行求解。通过对比仿真结果，证明了模型有效性，并探究了各项因子对铣削稳定性的影响规律。最后，设计了三因素四自由度正交实验，将铣削方式、刀具磨损带带宽、刀具浸入比等因素依据对稳定性影响程度进行排序，并且得出保证稳定性前提条件下Ti13Nb13Zr最佳铣削方案为采用逆铣，刀具浸入比为0.25,刀具磨损带带宽为35μm。

关键词

Ti13Nb13Zr / 过程阻尼 / 模态耦合 / 铣削加工 / 再生效应 / 数值仿真