由于6061鋁合金具有很高的強(qiáng)度、良好的可塑性以及耐蝕性,目前被廣泛的用在高速列車、飛機(jī)等制造業(yè)。銑削是鋁合金加工中比較常用的方法,而高速銑削由于其具有較高的加工精度和加工效率而被廣泛使用。本文通過(guò)有限元模擬的方法對(duì)606l鋁合金的高速銑削過(guò)程進(jìn)行研究,然后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析,為后續(xù)鋁合金加工提供理論分析和技術(shù)指導(dǎo)。高速銑削鋁合金是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性過(guò)程,有限元法是研究這類問題比較常用的方法。本文基于金屬材料塑性變形理論、金屬材料屈服準(zhǔn)則等理論,為建立有限元模型提供依據(jù)。同時(shí),分析和研究了外界因素對(duì)金屬塑性的影響以及對(duì)金屬切削的有限元仿真進(jìn)行描述。本文根據(jù)銑刀的實(shí)際尺寸,通過(guò)三維軟件SolidWorks建立銑刀的部分模型,選擇Johnson-Cook模型作為6061鋁合金高速銑削本構(gòu)模型,從而為有限元仿真分析提供理論依據(jù)。此外,為了得到在不同參數(shù)下的工件和刀具受力情況和溫度變化情況以及應(yīng)力應(yīng)變分布,本文基于DEFORM-3D有限元仿真軟件對(duì)切削參數(shù)四要素設(shè)計(jì)16組方案進(jìn)行正交仿真研究。為了進(jìn)一步對(duì)有限元仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)改變切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù)來(lái)進(jìn)行6061鋁合金高速... 

【文章來(lái)源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 課題研究的背景
        1.1.3 課題研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高速切削加工的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋁合金材料高速銑削研究現(xiàn)狀
        1.2.3 高速切削加工有限元仿真研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究?jī)?nèi)容
第2章 金屬切削加工有限元仿真理論基礎(chǔ)
    2.1 金屬切削基本理論
        2.1.1 金屬切削層的形成
        2.1.2 切削過(guò)程中的切削力
        2.1.3 切削中的切削熱和切削溫度
    2.2 金屬材料塑性變形理論
        2.2.1 彈塑性變形理論
        2.2.2 相關(guān)的彈塑性變形理論
        2.2.3 屈服準(zhǔn)則
    2.3 變形條件對(duì)金屬塑性的影響
        2.3.1 變形溫度對(duì)金屬塑性的影響
        2.3.2 應(yīng)變速率對(duì)金屬塑性的影響機(jī)理
    2.4 有限元法及其應(yīng)用
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于DEFORM-3D的6061鋁合金高速銑削仿真研究
    3.1 金屬成形有限元軟件DEFORM
        3.1.1 DEFORM軟件簡(jiǎn)介
        3.1.2 DEFORM-3D模塊結(jié)構(gòu)及其操作流程
    3.2 高速銑削有限元建模
        3.2.1 幾何模型
        3.2.2 工件和刀具的相對(duì)位置關(guān)系
        3.2.3 鋁合金高速銑削流動(dòng)應(yīng)力本構(gòu)模型
        3.2.4 自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
    3.3 Deform切削基本理論
        3.3.1 金屬切削變形基本理論
        3.3.2 刀屑間接觸摩擦理論
        3.3.3 刀具磨損模型
        3.3.4 邊界條件
    3.4 有限元模擬仿真結(jié)果
        3.4.1 銑削仿真過(guò)程分析
        3.4.2 銑削力的預(yù)測(cè)
        3.4.3 銑削區(qū)溫度的分布
        3.4.4 應(yīng)力和應(yīng)變分布
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鋁合金高速銑削實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.1.1 工件和刀具的選擇
        4.1.2 機(jī)床和切削力測(cè)量裝置
        4.1.3 切削溫度測(cè)量裝置
        4.1.4 掃描電鏡實(shí)驗(yàn)
    4.2 鋁合金銑削實(shí)驗(yàn)
    4.3 高速銑削實(shí)驗(yàn)銑削力結(jié)果分析
        4.3.1 銑削力結(jié)果極差分析
        4.3.2 仿真與實(shí)驗(yàn)銑削力數(shù)值對(duì)比分析
        4.3.3 高速銑削實(shí)驗(yàn)銑削力的影響因素分析
    4.4 高速銑削實(shí)驗(yàn)銑削溫度結(jié)果分析
        4.4.1 銑削溫度極差結(jié)果與仿真對(duì)比分析
        4.4.2 鋁合金高速銑削溫度影響因素分析
    4.5 刀具幾何參數(shù)對(duì)銑削力和銑削溫度的影響
        4.5.1 銑刀前角對(duì)三向銑削力和銑削溫度的影響
        4.5.2 刀具螺旋角對(duì)三向銑削力和銑削溫度的影響
    4.6 SEM實(shí)驗(yàn)觀察切屑表面形貌
        4.6.1 不同應(yīng)變速率下切屑的表面形貌
        4.6.2 不同溫度下切屑的表面形貌
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文及成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Deform 3D的銑削力仿真試驗(yàn)驗(yàn)證研究[J]. 曾林林,周利平,劉小瑩.  成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
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[3]基于有限元模擬的鈦合金鋸齒狀切屑形成機(jī)理[J]. 楊勇,方強(qiáng),柯映林,董輝躍.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2008(06)
[4]基于FEM的三維切削力預(yù)報(bào)研究[J]. 周利平,吳能章.  工具技術(shù). 2006(06)
[5]高速切削有限元模擬技術(shù)研究[J]. 楊勇,柯映林,董輝躍.  航空學(xué)報(bào). 2006(03)
[6]基于有限元模擬的高速切削中切削熱的研究[J]. 何振威,全燕鳴,樂有樹.  工具技術(shù). 2006(03)
[7]航空鋁合金高速銑削加工的有限元模擬[J]. 成群林,柯映林,董輝躍.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2006(01)
[8]新型超高強(qiáng)度鋁合金本構(gòu)方程的研究[J]. 楊洪濤,王淑云,李惠曲,譚勇,顧家琳.  塑性工程學(xué)報(bào). 2005(06)
[9]正交切削切屑形成中絕熱剪切行為的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王敏杰,段春爭(zhēng),劉洪波.  中國(guó)機(jī)械工程. 2004(18)
[10]切削高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼形成的絕熱剪切帶微結(jié)構(gòu)觀察[J]. 段春爭(zhēng),王敏杰.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)

碩士論文
[1]6061鋁合金高速銑削過(guò)程溫度場(chǎng)及殘余應(yīng)力場(chǎng)研究[D]. 張慶陽(yáng).上海交通大學(xué) 2014
[2]高速車削鈦合金Ti6Al4V力熱特性研究[D]. 張德強(qiáng).哈爾濱理工大學(xué) 2012
[3]用于多框件加工變形分析的框體拼接建模技術(shù)研究[D]. 丁子昀.南京航空航天大學(xué) 2009
[4]NAK80材料高速銑削機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 劉文芝.天津大學(xué) 2004
[5]高速銑削鋁合金切削溫度的研究[D]. 閻海鵬.南京理工大學(xué) 2004
[6]高速銑削鋁合金加工技術(shù)的研究[D]. 付敏.哈爾濱理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3335678