針對鋁硅合金ADC12的高速切削仿真及實驗分析.pdf

1、采用鋁硅合金ADC12制造的發(fā)動機缸體、缸蓋具有重量輕、油耗少以及較好的導(dǎo)熱性、抗磁性、抗飾性和機械加工性等優(yōu)點。由于國內(nèi)對鋁硅合金ADC12的高速切削仿真及工藝技術(shù)研究欠缺，導(dǎo)致在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)切削參數(shù)欠優(yōu)化、機床利用率低、主軸轉(zhuǎn)速偏低等一系列問題。本文針對某汽車發(fā)動機缸體、缸蓋材料力學(xué)性能研究較少、切削參數(shù)及裝夾方式欠優(yōu)化等問題進行分析研究，為缸體、缸蓋的加工提供理論和實驗基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:
　　針對鋁硅合金ADC12進

2、行了靜態(tài)拉伸、壓縮和動態(tài)拉伸、壓縮實驗研究，得出該材料在不同溫度下和不同應(yīng)變率下的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系曲線，通過對他們進行綜合分析，擬合出該材料的本構(gòu)模型——Johnson-Cook本構(gòu)模型參數(shù)，然后在有限元軟件中對該合金材料進行準(zhǔn)靜態(tài)單向壓縮仿真分析，得出其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與實驗值基本吻合，驗證了其本構(gòu)模型參數(shù)的有效性。
　　基于有限元軟件ABAQUS建立了二維正交切削模型，采用更新的Lagrange模擬方法和熱-力耦合有限元模型，使用已

3、擬合出的Johnson-Cook本構(gòu)關(guān)系模型以及合理的摩擦模型、切屑分離準(zhǔn)則和有限元建模方法，對該材料在高速切削條件下的切削力、切削溫度及切屑形狀進行了有限元模擬分析，并分析討論了切削參數(shù)對它們的影響規(guī)律，據(jù)此選出較優(yōu)的切削參數(shù)。
　　通過高速銑削實驗，對有限元仿真結(jié)果中的切削力和切屑形狀進行了實驗驗證。當(dāng)切削速度小于30m/s時，切削力隨切削速度的增大而增大，切削速度增大到30m/s而繼續(xù)增大時，切削力反而在逐漸減小;其切屑形狀