7075-T6鋁合金微銑削力及加工工藝的研究.pdf

1、在智能化產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的今天，各行各業(yè)對微型精密零件的需求也越來越多樣化，微細銑削以其特有的優(yōu)勢成為國內(nèi)外研究的熱點。微細銑削技術(shù)相對于其他的微細加工技術(shù)而言，擁有如下的優(yōu)勢:可在金屬和非金屬材料上加工復雜的三維形狀，且對加工環(huán)境要求低。由于微型產(chǎn)品的去毛刺工藝尚不成熟，對于微細銑削加工而言，一次加工達到要求的精度至關(guān)重要，這就需要針對不同的加工材料有不同的最優(yōu)化的微銑削工藝參數(shù)。為此，本文通過研究分析微銑削加工機理，建立微銑削力的理論模

2、型和ABAQUS有限元仿真模型，并以HASS VF-2機床為基礎(chǔ)，組建微銑削實驗系統(tǒng)，進行不同切削參數(shù)的微銑削實驗。最后將微銑削實驗結(jié)果與理論模型和仿真模型進行比較，驗證模型的可行性。通過對7075-T6航空鋁合金進行微銑削實驗，研究工藝參數(shù)對微銑削力和微槽槽頂毛刺尺寸的影響規(guī)律，為微銑削工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)考慮尺寸效應(yīng)的微銑削有限元模擬仿真
　　采用有限元軟件ABAQUS/EXPL

3、ICT進行7075-T6航空鋁合金的微銑削模擬仿真，將應(yīng)變梯度塑性理論引入到7075-T6航空鋁合金的Johnson-Cook(J-C)本構(gòu)方程中，來表示材料在微細銑削過程中的變形特性，計算出微銑削過程中的應(yīng)變率，利用修正后的J-C本構(gòu)模型模擬出微細銑削存在尺寸效應(yīng)這一特性。通過MATLAB繪制出修正的J-C本構(gòu)模型的應(yīng)力-應(yīng)變-溫度的關(guān)系曲線，并將這些數(shù)據(jù)導入到ABAQUS軟件中，進行考慮尺寸效應(yīng)現(xiàn)象的微銑削過程的有限元模擬仿真。利用

4、二維有限元模擬仿真了微細銑削過程中的應(yīng)力和力與刀具切削刃半徑的關(guān)系，結(jié)果表明應(yīng)力和力隨切削刃半徑的增大而增大。通過三維有限元模擬仿真研究了微銑削力與主軸轉(zhuǎn)速、每齒進給量以及軸向切削深度的關(guān)系，研究表明微銑削力隨主軸轉(zhuǎn)速的增大而減小，隨每齒進給量的增大而先減小后增大，隨軸向切削深度的增大而增大。
　　(2)考慮尺寸效應(yīng)和刀具偏擺的微銑削力理論模型
　　本文考慮微銑削加工過程中刀具偏擺的影響，建立了一種新的瞬態(tài)切削厚度理論計算模

5、型，該模型能夠體現(xiàn)出瞬態(tài)切削厚度隨刀具旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化的特點。將幾種瞬態(tài)切削厚度模型進行對比研究，結(jié)果表明考慮刀具偏擺的瞬態(tài)切削厚度模型更加接近真實情況。在計算微銑削力時，應(yīng)用了考慮刀具偏擺的瞬態(tài)切削厚度，并同時考慮了犁切力、流動應(yīng)力和彈性恢復的影響，建立了滿足微銑削特點的微銑削力理論模型。最后，用直徑為0.1mm的日進刀具進行微銑削實驗，將相同條件下得到微銑削力的實驗值與理論值進行比較，進一步驗證考慮尺寸效應(yīng)和刀具偏擺影響的微銑削