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(duì)6061鋁合金的高速銑削過程進(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(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(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(duì)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(duì)比了在不同溫度和切削速