6061鋁合金高速銑削過程溫度場及殘余應(yīng)力場研究.pdf

1、高速銑削作為一種先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)，具有效率高、精度高、成本低等優(yōu)勢，在飛行器制造、汽車制造與模具生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，高速銑削過程中的工件變形問題也得到越來越多的關(guān)注。影響高速銑削變形的因素很多，目前有研究人員從銑削參數(shù)、溫度等方面對加工變形問題進(jìn)行了研究，研究表明殘余應(yīng)力是引起工件變形的主要原因之一。本文以6061鋁合金為研究對象，以更準(zhǔn)確地預(yù)測高速銑削過程溫度場及殘余應(yīng)力場為目的，結(jié)合銑削溫度測量實(shí)驗(yàn)、銑削力測量實(shí)驗(yàn)以及加工后表面殘

2、余應(yīng)力的測量實(shí)驗(yàn)，對銑削過程進(jìn)行了有限元建模并驗(yàn)證了該模型的合理性。主要研究工作包括：
　?。?）針對工廠實(shí)際生產(chǎn)中的銑削參數(shù)，通過正交實(shí)驗(yàn)測得相應(yīng)的銑削力數(shù)據(jù)，運(yùn)用線性回歸方法確定了銑削參數(shù)與銑削力間的經(jīng)驗(yàn)公式，以方便對實(shí)際銑削過程中的銑削力進(jìn)行估算，為銑削溫度場的理論計(jì)算提供依據(jù)。
　?。?）基于熱源法求解了高速銑削過程的溫度場，并根據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系計(jì)算了銑削熱的產(chǎn)生與分配。文中對銑削過程中的熱源及傳熱條件作出合理簡化，從

3、而得出符合固體熱傳導(dǎo)定律的溫度場解析解，在銑削參數(shù)、銑削力等條件已知的情況下，通過該解析解可以得到在任意時刻、任一點(diǎn)的溫度升高值。
　　（3）采用盲孔法測量了加工后工件表面不同位置的殘余應(yīng)力值，為有限元模型的驗(yàn)證提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　?。?）針對銑削過程中溫度場與殘余應(yīng)力場的分布問題，考慮到二、三維模擬在求解成本上的差異，通過AB AQ US建立了兩種有限元模型。根據(jù)銑削加工過程的特點(diǎn)，將銑削簡化為平面應(yīng)變問題，建立了二維熱力