铝合金7075铣削加工工艺及其有限元仿真.pdf

学位论文主要创新点一、利用微元化思想建立了立铣刀螺旋刃的微元铣削力和整体铣削力的机械力学模型。二、利用有限元数值模拟的方法仿真分析了二维正交切削过程,得到了切削力、切削温度的变化云图,并且模拟分析了不同的切削速度和每齿进给量对铝合金7075切削加工过程中切削力、切削温度的影响。三、建立了铝合金薄壁件铣削加工的三维模型,对铝合金薄壁件的铣削加工变形进行了数值模拟,到了薄壁件铣削过程中的等效塑性变形云图。进行了铝合金薄壁件的铣削加工实验,通过对实验结果与模拟结果的对比,验证了铝合金铣削加工三维模型的可靠性和模拟的准确性。万方数据摘要铝合金是工业应用最为广泛的有色金属材料之一,在航空航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中己大量应用。铣削加工工艺是铝合金主要的加工方式,本文以航空铝合金7075为研究对象,以有限元数值模拟为主要研究方法,建立了切削二维有限元模型和铣削的三维有限元模型,对铝合金7075铣削加工过程中的铣削力、温度以及工件的变形进行了研究,取得的主要研究成果包括:l、利用微元化的思想建立了螺旋齿立铣刀铣削力的机械力学模型。将立铣刀的螺旋切削刃沿轴向等间隔离散成有限个微元切削刃,每个微元切削刃近似简化为直线刃,从而将复杂的三维螺旋齿铣削简化为斜角切削,从而建立了微元切削力及总体铣削力的模型。2、建立了热力耦合的二维正交切削有限元模型,通过对切削过程的数值模拟,得到了切削过程中力、应变和温度的变化情况:并且模拟了不同的切削速度、每齿进给量对铝合金7075切削加工过程中力和温度的影响。3、建立了铝合金薄壁件铣削加工的三维有限元模型,对铝合金薄壁件的铣削加工变形进行了数值模拟,得到了薄壁件铣削过程中的等效塑性应变的变化情况。进行了铝合金薄壁件的铣削加工实验,通过实验数据的采集与分析得到了工件的变形曲线图,进而将实验的变形曲线图与仿真加工的曲线图进行对比,通过对比曲线的大致走势相同,数据上存在偏差,偏差在可以接受的范围之内,从而验证了铝合金铣削加工三维模型的可靠性和模拟的准确性。关键词:有限元热力耦合铣削力力D-r_变形万方数据AbstractAluminumalloyisoneofthemostwidelyusednon-ferrousmetalmaterials,ithavebeenextensivelyappliedintheaerospace,automotive,machinerymanufacturing,,two—dimensionalfiniteelementmodelofcuttingandthree-,temperatureanddeformationoftheworkpiecein7075aluminumalloymillingprocess;thisthesismakesthemaincontributionsasfollow:,,,thechangeofstrainandtemperaturealestudied,andsimulatingtheprocessesofdifferentcuttingspeedandfee