本文關(guān)鍵詞：切削參數(shù)對(duì)單點(diǎn)金剛石車削鋁合金6061-T6表面糙度的影響

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【摘要】：鋁合金6061-T6作為一種高強(qiáng)度合金,不僅在航天航空、生物工程、機(jī)械等領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用,在微小模具制造上也有非常好的應(yīng)用前景,隨著技術(shù)的發(fā)展,對(duì)零件的加工要求越來越高,微車削精密加工技術(shù)也越來越受到學(xué)者們的重視。本文的研究目的在于提高微車削加工工件的表面質(zhì)量,著重探索切削參數(shù)對(duì)表面質(zhì)量的影響,建立表面粗糙度預(yù)測(cè)模型,根據(jù)切削要素進(jìn)行表面質(zhì)量預(yù)測(cè)。本文首先分析了金屬車削理論以及單點(diǎn)金剛石微車削研究的現(xiàn)狀。借助大型通用有限元軟件ABAQUS建立了直角車模型,以獲取試驗(yàn)中難以量化的數(shù)據(jù)。模擬切削單因素對(duì)加工過程的影響此外預(yù)測(cè)了不同切削深度下切屑的體貌特征,并使用SEM電鏡掃描實(shí)際加工切屑和觀察表面痕跡,探討切屑的成型機(jī)理。其次,利用NANOTECH 350FG摩爾機(jī)床,搭建直角車削實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了直角切削單因素實(shí)驗(yàn)和切削三要素的正交實(shí)驗(yàn),得到最優(yōu)的切削參數(shù)組合為：主軸轉(zhuǎn)速3000rpm、進(jìn)給量5mm/min、切削深度5μm。分析主軸轉(zhuǎn)速、切削深度和進(jìn)給量各個(gè)因素的影響差異,實(shí)驗(yàn)表明：進(jìn)給量對(duì)表面質(zhì)量影響最明顯,其次是主軸轉(zhuǎn)速,影響最小的是切削深度。本文在正交實(shí)驗(yàn)的16組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用MATLAB進(jìn)行曲線擬合得出6061-T6鋁合金的表面粗糙度預(yù)測(cè)模型,并對(duì)模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。最后,隨機(jī)選取加工參數(shù)進(jìn)行切削加工,利用激光共聚焦測(cè)量儀對(duì)得到的工件進(jìn)行表面粗糙度檢測(cè)。用檢測(cè)值與表面粗糙度擬合曲線進(jìn)行比較。結(jié)果顯示：構(gòu)建工件表面粗糙度預(yù)測(cè)模型,與實(shí)測(cè)值相比偏差在5nm以內(nèi)。本文結(jié)合機(jī)械、材料和數(shù)值分析等多個(gè)學(xué)科,在理論上對(duì)6061-T6鋁合金單點(diǎn)金剛石微切削參數(shù)進(jìn)行研究,建立并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其表面粗糙度預(yù)測(cè)模型。另外,本文的設(shè)計(jì)和研究方法對(duì)類似的車削加工具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：單點(diǎn)金剛石 正交實(shí)驗(yàn) 表面粗糙度預(yù)測(cè) 有限元 MATLAB
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 金屬切削理論研究13-14
• 1.2 微切削加工有限元仿真研究14-15
• 1.3 課題研究的意義15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-18
• 第二章 有限元模型的建立18-33
• 2.1 軟件簡(jiǎn)介及模型簡(jiǎn)化18-19
• 2.1.1 有限元軟件ABAQUS簡(jiǎn)介18
• 2.1.2 有限元模型的簡(jiǎn)化18-19
• 2.2 6061-T6鋁合金材料參數(shù)19-20
• 2.3 材料模型的本構(gòu)關(guān)系20-25
• 2.3.1 Johnson-Cook材料本構(gòu)關(guān)系20-21
• 2.3.2 6061-T6鋁合金本構(gòu)方程建立21-22
• 2.3.3 切削分離準(zhǔn)則22-23
• 2.3.4 基于累進(jìn)損傷失效模型23-25
• 2.4 工件與刀具接觸設(shè)置25-27
• 2.5 有限元模型基本設(shè)置27-30
• 2.6 本章小結(jié)30-33
• 第三章 有限元仿真結(jié)果與切屑體貌預(yù)測(cè)33-43
• 3.1 6061-T6鋁合金仿真結(jié)果33-35
• 3.2 有限元仿真預(yù)測(cè)切屑形態(tài)35-40
• 3.2.1 切屑的形成過程35-37
• 3.2.2 預(yù)測(cè)切屑形態(tài)37-38
• 3.2.3微切削微觀體貌38-40
• 3.3 微切削成型機(jī)理分析40-41
• 3.4 仿真結(jié)果分析與對(duì)比41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 單點(diǎn)金剛石切削表面粗糙度影響因素實(shí)驗(yàn)研究43-71
• 4.1 切削過程中表面粗糙度影響因素43-44
• 4.2 直角微切削試驗(yàn)方案44-50
• 4.2.1 試驗(yàn)所用材料及設(shè)備44-48
• 4.2.2 試驗(yàn)機(jī)床調(diào)試48-50
• 4.3 表面粗糖度單因素實(shí)驗(yàn)與分析50-58
• 4.3.1 主軸轉(zhuǎn)速50-54
• 4.3.2 切削深度54-56
• 4.3.3 進(jìn)給量56-58
• 4.4 表面粗糙度正交實(shí)驗(yàn)58-67
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)方法58-60
• 4.4.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)量60-63
• 4.4.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-67
• 4.5 表面宏觀損傷67-69
• 4.5.1 刀痕的形態(tài)及分布67-68
• 4.5.2 表面形貌機(jī)理分析68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 第五章 表面粗糖度預(yù)測(cè)模型及實(shí)驗(yàn)71-80
• 5.1 表面粗糙度預(yù)測(cè)模型71-77
• 5.1.1 多元線性回歸預(yù)測(cè)模型71-75
• 5.1.2 多元線性回歸預(yù)測(cè)模型殘差分析及顯著性檢驗(yàn)75-77
• 5.2 多元線性回歸預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)77-78
• 5.3 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文86-88
• 致謝88

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本文編號(hào)：650452