基于有限元的中空框架鋁合金的高速銑削加工行為研究.pdf

1、目前，高速列車車廂制造所用材料是具有中空框架結(jié)構(gòu)的鋁合金，該材料在性能上具有較為突出的強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)輕、抗沖擊、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和隔音效果好等優(yōu)勢(shì)。然而，中空框架鋁合金由于其特殊的幾何結(jié)構(gòu)特征，使得其在高速加工過(guò)程中表現(xiàn)出較為明顯的弱剛性行為，加工中存在刀具磨損速率較快、加工噪音大、工件變形嚴(yán)重、切削顫振現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題，使得操作人員不得不比較頻繁的更換切削刀具，這嚴(yán)重阻礙著中空框架鋁合金加工效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高，因此對(duì)中空框架鋁合金高速加工刀具的

2、損壞機(jī)理、動(dòng)態(tài)變化機(jī)制的研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和良好的社會(huì)意義。
　　 本文以中空框架鋁合金6N01高速銑削加工過(guò)程為研究對(duì)象，研究分析鋁合金高速切削加工基本理論，對(duì)高速切削加工中產(chǎn)生的的銑削力、銑削溫度以及刀具的失效機(jī)理進(jìn)行了分析和研究。在掌握金屬塑性變形有限元基本理論的基礎(chǔ)上，對(duì)金屬塑性變形的非線性問(wèn)題和材料本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，同時(shí)對(duì)金屬切削變形的有限元描述和仿真方法做了介紹。
　　 利用三維軟件ProE根

3、據(jù)立銑刀實(shí)際尺寸形狀建立刀具的實(shí)體模型，在對(duì)有限元仿真關(guān)鍵技術(shù)分析與總結(jié)的基礎(chǔ)上采用有限元軟件—Deform-3D完成了對(duì)中空框架鋁合金6N01銑削模擬加工分析。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析了在不同銑削參數(shù)和不同幾何刀具參數(shù)下銑削力與銑削溫度的變化，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性，說(shuō)明了所建立的有限元仿真模型具有一定的準(zhǔn)確性。采用掃描電鏡對(duì)高速銑削加工中空框架鋁合金損壞失效刀具做了觀察和研究，對(duì)刀具的失效機(jī)理做了系統(tǒng)分析，并與