AM60鎂合金精密車削性能研究及殘余應(yīng)力分析
發(fā)布時(shí)間:2021-04-16 08:00
鎂合金作為一種新型材料被普遍應(yīng)用于航天、國(guó)防、軍工、生物工程、微電子工程等行業(yè),但隨著對(duì)其工件質(zhì)量及精度要求越來(lái)越高,對(duì)鎂合金精密/超精密加工的需求也日益迫切。如今工廠車間里對(duì)鎂合金的加工往往都是憑借加工鋁合金的經(jīng)驗(yàn)或以往的加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇切削參數(shù),但對(duì)工件性能和表面形貌往往無(wú)法滿足,并且對(duì)要求精度較高的零件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的是該批次零件的合理參數(shù),無(wú)法滿足其它鎂合金精密零件的需要。本文從論述課題來(lái)源及研究背景入手,并通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,確定AM60鎂合金精密車削的研究?jī)?nèi)容及意義,最后確定論文的技術(shù)路線和論文結(jié)構(gòu)。首先,對(duì)AM60鎂合金精密切削過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真研究,建立二維、三維仿真車削模型,并詳細(xì)闡述切削用量和刀具參數(shù)對(duì)切削溫度、切削力、切屑的影響及對(duì)殘余應(yīng)力分布的影響規(guī)律;其次,在分析精密切削仿真過(guò)程的基礎(chǔ)上,建立切削理論模型,并研究了主剪切面上本構(gòu)方程、切削溫度、應(yīng)變與剪切角的關(guān)系,建立最小深度的模型,并通過(guò)對(duì)切屑表面進(jìn)行掃描對(duì)其模型進(jìn)行驗(yàn)證。最后,運(yùn)用線性回歸分析法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)車削加工中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行處理分析,并對(duì)已加工工件表面形貌及殘余應(yīng)力進(jìn)行研究,總結(jié)歸納切削用量對(duì)表...
【文章來(lái)源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究技術(shù)路線
2.2 AM60鎂合金三維切削仿真基于模擬設(shè)定切削參數(shù)(切削速度 100 m/min、切削深度 0.01 mm、進(jìn)給15 mm/r),對(duì) AM60 鎂合金材料進(jìn)行切削過(guò)程仿真,模擬過(guò)程如圖 2-4 所示切削模擬過(guò)程開(kāi)始階段,刀具擠壓工件,在工件上形成一個(gè)突起,此時(shí)由料本身的塑性變形,就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,作為主切削力。之后,突起長(zhǎng)度開(kāi)加,逐步與刀具前面分離,此時(shí)加工過(guò)程逐漸進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)階段,隨后突起增長(zhǎng)逐漸形成一個(gè)卷曲的切屑。當(dāng)?shù)毒咔斑M(jìn)到一定長(zhǎng)度時(shí),斷裂方程開(kāi)始,此時(shí)切屑分離。刀具繼續(xù)前進(jìn),如此循環(huán),形成整個(gè)切削過(guò)程。
(c) 切屑打卷 (d) 切屑分離圖 2-4 AM60 鎂合金超精密車削過(guò)程仿真2.3 AM60鎂合金二維切削仿真在 AM60 鎂合金車削仿真中,圖 2-5(a)是從實(shí)際加工的角度上觀察的模圖中被加工材料與刀具之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,假設(shè)被切除工件材料不發(fā),那么它在截面上的投影為一矩形,當(dāng)工件材料發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),此時(shí)會(huì)產(chǎn)個(gè)矩形截面,把這些截面根據(jù)有限元離散理論進(jìn)行疊加,就會(huì)形成一個(gè)三維工件,所以當(dāng)把工件沿著刀具進(jìn)給方向展開(kāi)后可以簡(jiǎn)化為矩形。因維加工模型可轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的二維平面模型,為建立二維切削有限元模型理論依據(jù)。在圖 2-5(b)中工件模型為一矩形平面,而刀具模型包含了前角、刃口半徑等幾個(gè)參數(shù)。此二維模型也采用公式 2-1 所得 Johnson-Cook 程,刀具材料選用單點(diǎn)金剛石。在圖 2-5(b)中,標(biāo)注的藍(lán)色區(qū)域?yàn)椴牧先,余下的為工件未去除部分,黃色部分為刀具刃口部分,對(duì)刀具和工件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AZ91D鎂合金高速銑削表面完整性研究[J]. 張宏基,葛媛媛. 兵器材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[2]旁路電流對(duì)鎂合金非熔化極氣體保護(hù)焊接熔池及其殘余應(yīng)力的影響[J]. 向月,馬國(guó)紅,朱小玲,葉佳. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]鎂合金雙向擠壓—螺旋變形的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 盧立偉,尹振入,胡少華,劉龍飛,石東風(fēng),楊碧蓮. 稀有金屬材料與工程. 2016(06)
[4]新材料在汽車輕量化技術(shù)中的運(yùn)用[J]. 孫海影. 科技風(fēng). 2016(07)
[5]切削速度對(duì)AZ31鎂合金高速切削切屑形成的影響[J]. 劉龍飛,胡少華,盧立偉. 稀有金屬. 2016(07)
[6]硬鋁合金超精密車削殘余應(yīng)力的仿真及試驗(yàn)[J]. 常艷艷,孫濤,李增強(qiáng). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]基于AdvantEdge的7050鋁合金切削參數(shù)優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 廖玉松,韓江. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(07)
[8]鎂合金防腐涂層微觀形貌及殘余應(yīng)力研究[J]. 靳磊,周國(guó)棟,姜春竹,周海濱,尚凱文. 熱噴涂技術(shù). 2015(01)
[9]基于DEFORM-3D的難加工材料切削性能比較[J]. 胡小康,張新慈. 蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]基于正交切削理論的航空鈦合金切削加工本構(gòu)模型構(gòu)建[J]. 楊勇,朱衛(wèi)衛(wèi),李明. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2014(05)
博士論文
[1]基于長(zhǎng)疲勞壽命的鈦合金Ti6Al4V銑削加工表面完整性研究[D]. 楊東.山東大學(xué) 2017
[2]不銹鋼加工中切削力分析預(yù)測(cè)研究[D]. 李炳林.華中科技大學(xué) 2012
[3]鋁合金7050-T7451微切削加工機(jī)理及表面完整性研究[D]. 周軍.山東大學(xué) 2010
碩士論文
[1]AZ31b鎂合金微銑削力及加工機(jī)理的研究[D]. 何啟東.太原理工大學(xué) 2017
[2]Mg-1.5Zn-0.2Zr(Mn)-0.2Ce(Cu)合金組織與性能的研究[D]. 魏新.重慶大學(xué) 2017
[3]基于正交試驗(yàn)的45鋼車削表面粗糙度的研究[D]. 魏鐵軍.蘇州大學(xué) 2016
[4]壓鑄鎂合金雙面激光沖擊強(qiáng)化殘余應(yīng)力和拉伸性能研究[D]. 王長(zhǎng)雨.江蘇大學(xué) 2016
[5]均勻化退火對(duì)ME21鎂合金擠壓板組織和性能及機(jī)加工變形的影響[D]. 彭龍飛.重慶大學(xué) 2016
[6]稀土鎂合金板材淬火殘余應(yīng)力研究[D]. 廖洪彬.北京有色金屬研究總院 2013
[7]基于DEFORM-3D的鈦合金TC4切削殘余應(yīng)力分析[D]. 牛阿慧.太原科技大學(xué) 2013
[8]基于不等分剪切區(qū)的Merchant切削模型的研究與應(yīng)用[D]. 劉傳江.華中科技大學(xué) 2013
[9]鎂合金功率超聲振動(dòng)車削裝置設(shè)計(jì)與仿真分析[D]. 趙亮.中北大學(xué) 2010
[10]切削力建模方法及仿真研究[D]. 劉軍海.西安理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3141051
【文章來(lái)源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究技術(shù)路線
2.2 AM60鎂合金三維切削仿真基于模擬設(shè)定切削參數(shù)(切削速度 100 m/min、切削深度 0.01 mm、進(jìn)給15 mm/r),對(duì) AM60 鎂合金材料進(jìn)行切削過(guò)程仿真,模擬過(guò)程如圖 2-4 所示切削模擬過(guò)程開(kāi)始階段,刀具擠壓工件,在工件上形成一個(gè)突起,此時(shí)由料本身的塑性變形,就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,作為主切削力。之后,突起長(zhǎng)度開(kāi)加,逐步與刀具前面分離,此時(shí)加工過(guò)程逐漸進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)階段,隨后突起增長(zhǎng)逐漸形成一個(gè)卷曲的切屑。當(dāng)?shù)毒咔斑M(jìn)到一定長(zhǎng)度時(shí),斷裂方程開(kāi)始,此時(shí)切屑分離。刀具繼續(xù)前進(jìn),如此循環(huán),形成整個(gè)切削過(guò)程。
(c) 切屑打卷 (d) 切屑分離圖 2-4 AM60 鎂合金超精密車削過(guò)程仿真2.3 AM60鎂合金二維切削仿真在 AM60 鎂合金車削仿真中,圖 2-5(a)是從實(shí)際加工的角度上觀察的模圖中被加工材料與刀具之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,假設(shè)被切除工件材料不發(fā),那么它在截面上的投影為一矩形,當(dāng)工件材料發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),此時(shí)會(huì)產(chǎn)個(gè)矩形截面,把這些截面根據(jù)有限元離散理論進(jìn)行疊加,就會(huì)形成一個(gè)三維工件,所以當(dāng)把工件沿著刀具進(jìn)給方向展開(kāi)后可以簡(jiǎn)化為矩形。因維加工模型可轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的二維平面模型,為建立二維切削有限元模型理論依據(jù)。在圖 2-5(b)中工件模型為一矩形平面,而刀具模型包含了前角、刃口半徑等幾個(gè)參數(shù)。此二維模型也采用公式 2-1 所得 Johnson-Cook 程,刀具材料選用單點(diǎn)金剛石。在圖 2-5(b)中,標(biāo)注的藍(lán)色區(qū)域?yàn)椴牧先,余下的為工件未去除部分,黃色部分為刀具刃口部分,對(duì)刀具和工件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AZ91D鎂合金高速銑削表面完整性研究[J]. 張宏基,葛媛媛. 兵器材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[2]旁路電流對(duì)鎂合金非熔化極氣體保護(hù)焊接熔池及其殘余應(yīng)力的影響[J]. 向月,馬國(guó)紅,朱小玲,葉佳. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]鎂合金雙向擠壓—螺旋變形的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 盧立偉,尹振入,胡少華,劉龍飛,石東風(fēng),楊碧蓮. 稀有金屬材料與工程. 2016(06)
[4]新材料在汽車輕量化技術(shù)中的運(yùn)用[J]. 孫海影. 科技風(fēng). 2016(07)
[5]切削速度對(duì)AZ31鎂合金高速切削切屑形成的影響[J]. 劉龍飛,胡少華,盧立偉. 稀有金屬. 2016(07)
[6]硬鋁合金超精密車削殘余應(yīng)力的仿真及試驗(yàn)[J]. 常艷艷,孫濤,李增強(qiáng). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]基于AdvantEdge的7050鋁合金切削參數(shù)優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 廖玉松,韓江. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(07)
[8]鎂合金防腐涂層微觀形貌及殘余應(yīng)力研究[J]. 靳磊,周國(guó)棟,姜春竹,周海濱,尚凱文. 熱噴涂技術(shù). 2015(01)
[9]基于DEFORM-3D的難加工材料切削性能比較[J]. 胡小康,張新慈. 蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]基于正交切削理論的航空鈦合金切削加工本構(gòu)模型構(gòu)建[J]. 楊勇,朱衛(wèi)衛(wèi),李明. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2014(05)
博士論文
[1]基于長(zhǎng)疲勞壽命的鈦合金Ti6Al4V銑削加工表面完整性研究[D]. 楊東.山東大學(xué) 2017
[2]不銹鋼加工中切削力分析預(yù)測(cè)研究[D]. 李炳林.華中科技大學(xué) 2012
[3]鋁合金7050-T7451微切削加工機(jī)理及表面完整性研究[D]. 周軍.山東大學(xué) 2010
碩士論文
[1]AZ31b鎂合金微銑削力及加工機(jī)理的研究[D]. 何啟東.太原理工大學(xué) 2017
[2]Mg-1.5Zn-0.2Zr(Mn)-0.2Ce(Cu)合金組織與性能的研究[D]. 魏新.重慶大學(xué) 2017
[3]基于正交試驗(yàn)的45鋼車削表面粗糙度的研究[D]. 魏鐵軍.蘇州大學(xué) 2016
[4]壓鑄鎂合金雙面激光沖擊強(qiáng)化殘余應(yīng)力和拉伸性能研究[D]. 王長(zhǎng)雨.江蘇大學(xué) 2016
[5]均勻化退火對(duì)ME21鎂合金擠壓板組織和性能及機(jī)加工變形的影響[D]. 彭龍飛.重慶大學(xué) 2016
[6]稀土鎂合金板材淬火殘余應(yīng)力研究[D]. 廖洪彬.北京有色金屬研究總院 2013
[7]基于DEFORM-3D的鈦合金TC4切削殘余應(yīng)力分析[D]. 牛阿慧.太原科技大學(xué) 2013
[8]基于不等分剪切區(qū)的Merchant切削模型的研究與應(yīng)用[D]. 劉傳江.華中科技大學(xué) 2013
[9]鎂合金功率超聲振動(dòng)車削裝置設(shè)計(jì)與仿真分析[D]. 趙亮.中北大學(xué) 2010
[10]切削力建模方法及仿真研究[D]. 劉軍海.西安理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3141051
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3141051.html
最近更新
教材專著