6061鋁合金高速銑削有限元仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、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。本文通過有限元模擬的方法對6061鋁合金的高速銑削過程進(jìn)行研究，然后對仿真結(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非常復(fù)雜的非線性過程，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

2、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金屬塑性的影響以及對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

3、件對切削參數(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)一步對有限元仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過改變切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù)來進(jìn)行6061鋁合金高速銑削正交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性，因此說明了有限元仿真的準(zhǔn)確性。從實(shí)驗(yàn)中獲得了三向銑削力和溫度的數(shù)據(jù)，通過極差分析的方法分析了切削參數(shù)對銑削力和溫度影響的顯著程度以及影響規(guī)律。最后，通過做SEM實(shí)驗(yàn)觀察了鋁合金切屑的表面形貌，對比了在不同溫度和切削速