鋁合金車削表層晶粒細化仿真及形成特征研究.pdf

1、切削加工過程中，已加工表面會形成一層明顯區(qū)別于基體材料的切削變質(zhì)層，該層中晶粒較基體材料發(fā)生明顯細化。該層變化不僅與表面粗糙度、加工硬化和殘余應力等表面形成特征密切相關(guān)，也會對零件耐腐蝕、耐疲勞、抗磨損等服役性能產(chǎn)生重要影響。
　　論文以高強度鋁合金7050-T7451為研究材料，借助實驗與數(shù)值模擬，通過研究不同車削條件下，車削溫度、應力、應變、應變率及表層晶粒尺寸的變化規(guī)律，重點分析車削加工表面變質(zhì)層中晶粒演化規(guī)律及其工藝參數(shù)影

2、響程度，并對其表面形成特征及耐腐蝕性能進行實驗研究。
　　首先，基于位錯理論，研究了切削表層形成過程中車削力、車削熱的影響機制，闡明晶粒細化機制及細化形成的塑性變形條件；針對鋁合金7050-T7451材料位錯形成特征，分析其加工過程熱-力影響的塑性變形機理，重點分析刀具幾何角度、車削用量及冷卻條件對切削表層晶粒細化的影響程度。
　　其次，根據(jù)切削條件下鋁合金7050-T7451材料的 J-C本構(gòu)模型，建立應用于DEFORM有

3、限元軟件的車削模型，并確定刀-工接觸摩擦參數(shù)、熱傳導和對流換熱系數(shù)等仿真參數(shù)，借助車削實驗及理論計算對車削仿真模型進行車削力與車削熱驗證。
　　通過設(shè)計正交車削仿真實驗和單因素車削仿真實驗，探究了車削速度、刀具前角、切削刃半徑、車削溫度對車削表層晶粒尺寸的影響趨勢。結(jié)果表明，車削速度對車削表層晶粒尺寸影響最大；同時對刀具前角的擠壓效應、切削刃半徑的犁削作用、車削溫度對再結(jié)晶的影響等都進行了分析，并優(yōu)化了車削工藝參數(shù)。
　　最