超硬鋁合金因其高硬度、高強度、低密度和優(yōu)良的機械性能等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軌道交通和汽車等領(lǐng)域。PCD刀具具有硬度高、耐磨性良好、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小、與有色金屬親和力小等特點,適用于有色金屬的精加工與超精加工。本文以Al7075-T6為加工對象,運用仿真與試驗相結(jié)合的方法,對PCD刀具車削超硬鋁合金的切削力和表面粗糙度等切削性能展開了研究,并對切削參數(shù)進行了優(yōu)化,主要研究內(nèi)容如下:（1）進行了PCD刀具車削超硬鋁合金的有限元仿真和實驗驗證。采用單因素試驗法分析了刀具前角、后角和刀尖圓弧半徑對三向動態(tài)切削力的影響程度及其變化規(guī)律,并基于分析結(jié)果對上述刀具幾何參數(shù)進行了優(yōu)選;采用正交試驗法和單因素試驗法分析了背吃刀量、進給量和切削速度對三向動態(tài)切削力的影響程度及其變化規(guī)律;通過車削實驗驗證了有限元仿真方法的合理性和結(jié)果的準確性。研究及其結(jié)果表明:前角取3°⁶°,后角取7°和刀尖圓弧半徑取0.6 mm是較合理的PCD刀具幾何參數(shù);背吃刀量和進給量是影響PCD刀具車削超硬鋁合金切削力的主要因素;三向動態(tài)切削力的有限元仿真準確性皆在90%以上。（2）開展了PC... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

工具網(wǎng)格圖

圖 2.3 工件形狀圖 圖 2.4 工件網(wǎng)格圖Fig.2.3 Workpiece shape Fig.2.4 Workpiece meshc．劃分工件網(wǎng)格和劃分工具網(wǎng)格一樣，劃分工件網(wǎng)格的方法也有“使用絕對網(wǎng)格尺寸”和“使用相對網(wǎng)格尺”兩種。由于不同切削用量所對應(yīng)的工件簡化模型的尺寸也不同，不適合采用“使用相對網(wǎng)尺寸”的方法。所以本文采用“使用絕對網(wǎng)格尺寸”的方法，網(wǎng)格大小設(shè)定為進給量的0%，工件網(wǎng)格如圖 2.4 所示。d．設(shè)定工件材料DEFORM-3D 的材料庫中有 Al7075-T6的本構(gòu)模型和材料參數(shù)，所以不需要另外建立該料的本構(gòu)模型或編輯其材料屬性。在材料庫中選擇“Al7075-T6（machining）”并載入。（6）設(shè)定模擬控制參數(shù)進入模擬控制（Simulation Controls）步驟，在該步驟中設(shè)定模擬控制參數(shù)。將模擬步數(shù)定為 1000、步數(shù)儲存增量設(shè)定為 50、切削弧長設(shè)定為 10，并勾選“使用 Usui 模式來計算

圖 2.3 工件形狀圖 圖 2.4 工件網(wǎng)格圖Fig.2.3 Workpiece shape Fig.2.4 Workpiece meshc．劃分工件網(wǎng)格和劃分工具網(wǎng)格一樣，劃分工件網(wǎng)格的方法也有“使用絕對網(wǎng)格尺寸”和“使用相對網(wǎng)格尺”兩種。由于不同切削用量所對應(yīng)的工件簡化模型的尺寸也不同，不適合采用“使用相對網(wǎng)尺寸”的方法。所以本文采用“使用絕對網(wǎng)格尺寸”的方法，網(wǎng)格大小設(shè)定為進給量的0%，工件網(wǎng)格如圖 2.4 所示。d．設(shè)定工件材料DEFORM-3D 的材料庫中有 Al7075-T6的本構(gòu)模型和材料參數(shù)，所以不需要另外建立該料的本構(gòu)模型或編輯其材料屬性。在材料庫中選擇“Al7075-T6（machining）”并載入。（6）設(shè)定模擬控制參數(shù)進入模擬控制（Simulation Controls）步驟，在該步驟中設(shè)定模擬控制參數(shù)。將模擬步數(shù)定為 1000、步數(shù)儲存增量設(shè)定為 50、切削弧長設(shè)定為 10，并勾選“使用 Usui 模式來計算

【參考文獻】：
期刊論文
[1]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層節(jié)點數(shù)確定方法研究[J]. 王嶸冰,徐紅艷,李波,馮勇.  計算機技術(shù)與發(fā)展. 2018(04)
[2]銑削大理石切削參數(shù)對PCD刀具磨損的影響[J]. 閆海鵬,吳玉厚.  表面技術(shù). 2017(07)
[3]基于混合粒子群算法的數(shù)控切削參數(shù)多目標優(yōu)化[J]. 王宸,楊洋,袁海兵,王生懷.  現(xiàn)代制造工程. 2017(03)
[4]聚晶金剛石復(fù)合片[J]. 賈成廠,李尚劼.  金屬世界. 2016(03)
[5]基于個體相似性評價策略的改進遺傳算法[J]. 湯可宗,張彤,羅立民.  計算機應(yīng)用與軟件. 2016(03)
[6]300M超高強鋼車削加工表面質(zhì)量[J]. 張慧萍,張校雷,張洪霞,任毅,劉國梁.  表面技術(shù). 2016(02)
[7]銑削力預(yù)測方法和影響因素綜述[J]. 趙凱,劉戰(zhàn)強.  機械科學(xué)與技術(shù). 2015(08)
[8]國內(nèi)外汽車輕量化技術(shù)討論[J]. 蔡明,胡巧聲,溫媛媛.  汽車與配件. 2014(23)
[9]高速切削淬硬模具鋼表面粗糙度的研究[J]. 于靜,賀秀萍,唐冰冰,李壽康.  工具技術(shù). 2014(02)
[10]基于元胞粒子群算法的數(shù)控切削參數(shù)優(yōu)化[J]. 李新鵬,張超勇,高亮,石楊.  計算機工程與應(yīng)用. 2014(02)

博士論文
[1]涂層刀具切削熱傳導(dǎo)和切削溫度的研究[D]. 張靜婕.山東大學(xué) 2017
[2]高速斷續(xù)加工過程工件及刀具瞬態(tài)切削溫度的研究[D]. 姜芙林.山東大學(xué) 2015
[3]高速銑削鋁合金7050-T7451表面質(zhì)量及耐腐蝕性研究[D]. 仲照琳.山東大學(xué) 2015
[4]智能優(yōu)化算法適用性研究及其在船舶工程中的應(yīng)用[D]. 唐正茂.華中科技大學(xué) 2013
[5]基于虛擬加工車削參數(shù)優(yōu)化方法的研究[D]. 吳菁.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]高速切削航空鋁合金變形理論及加工表面形成特征研究[D]. 付秀麗.山東大學(xué) 2007

碩士論文
[1]粒子群優(yōu)化算法的改進研究及其應(yīng)用[D]. 張志宇.蘭州交通大學(xué) 2017
[2]基于刀具磨損狀態(tài)檢測的銑削加工參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 劉毫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]車削工藝參數(shù)對鋁合金211Z加工表面質(zhì)量的影響[D]. 張蓉蓉.貴州大學(xué) 2016
[4]高速銑削鋁鋰合金切削力和表面粗糙度試驗研究[D]. 呂巖.燕山大學(xué) 2016
[5]高速車削3Cr13不銹鋼切削力及表面粗糙度研究[D]. 胡志遠.湖南科技大學(xué) 2015
[6]切削參數(shù)對單點金剛石車削鋁合金6061-T6表面糙度的影響[D]. 李啟定.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[7]硬切削數(shù)據(jù)庫及PCBN刀具性能評價體系[D]. 鄭文娟.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[8]超精密車削加工鋁合金表面物理力學(xué)性能研究及工藝優(yōu)化[D]. 吳寶森.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]7075-T6鋁合金超聲振動車削有限元仿真及實驗研究[D]. 欒曉明.湖南科技大學(xué) 2014
[10]高速切削鎳基合金熱力耦合有限元建模及分析[D]. 郭世杰.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：2937641