激光輔助微銑削中銑削力及其與刀尖圓弧半徑的關(guān)系研究.pdf

1、Ti6Al4V在航空航天行業(yè)中有廣泛應(yīng)用，可制作成慣性導(dǎo)航元件及各種精密儀表中的零件，但其可加工性較差，加工過程中切削力大，刀具易磨損。激光輔助微銑削為這類難加工材料提供了一種有效、可行的加工方法，能夠有效降低銑削力，減緩刀具磨損。本文從理論模型建立、有限元仿真、實驗研究三個方面對激光輔助微銑削中銑削力進(jìn)行研究，并以刀尖圓弧半徑為指標(biāo)評價刀具磨損，對激光輔助微銑削過程中刀具磨損情況進(jìn)行研究。并在此基礎(chǔ)上對切削力與刀具磨損二者之間關(guān)系進(jìn)行

2、研究。
　　本文首先以經(jīng)典銑削力模型為基礎(chǔ)，建立傳統(tǒng)微銑削過程中的銑削力力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合溫度場對被加工材料力學(xué)屬性的改變以及刀具刀尖圓弧半徑的影響建立激光輔助微銑削過程中銑削力的數(shù)學(xué)模型。
　　在激光輔助微銑削中銑削力仿真方面，本文利用有限元仿真軟件ABAQUS對激光輔助微銑削中銑削力進(jìn)行仿真。研究中首先對不同預(yù)熱溫度下的材料應(yīng)力進(jìn)行三維仿真。之后對激光掃描進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明在很小范圍內(nèi)溫度變化很小，因此本文采

3、用穩(wěn)態(tài)溫度場對刀尖切削處非穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行簡化，最后將溫度場仿真結(jié)果與三維銑削模型進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而得到激光輔助微銑削三維模型，并輸出仿真結(jié)果，將激光輔助微銑削中銑削力與常規(guī)微銑削相比較。
　　實驗方面，本文首先分別進(jìn)行常規(guī)微銑削和激光輔助微銑削兩組實驗，對不同參數(shù)下銑削力進(jìn)行實時監(jiān)測，將實驗結(jié)果與銑削力理論模型和銑削力有限元仿真模型進(jìn)行對比，驗證了銑削力及有限元仿真的正確性。切削力實驗表明，切削力隨切削距離增加而不斷變大。此外，對實驗