AZ31b鎂合金微銑削力及加工機(jī)理的研究.pdf

1、隨著工業(yè)4.0創(chuàng)新概念的提出，制造業(yè)不斷朝著智能化、自動(dòng)化、高精密方向發(fā)展，新興技術(shù)手段層出不窮，而其中將傳統(tǒng)銑削與微細(xì)加工相結(jié)合的精密加工技術(shù)更是成為當(dāng)今科研界非?；钴S的研究熱點(diǎn)。微銑削具有加工精度高、靈活性大、已加工表面質(zhì)量較高、能夠?qū)崿F(xiàn)3D加工等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療、國(guó)防電子等領(lǐng)域。鎂合金材料作為工業(yè)領(lǐng)域最輕的實(shí)用結(jié)構(gòu)金屬，具有良好的熱傳導(dǎo)性、減震性、尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的機(jī)加工性能，特別是相對(duì)比強(qiáng)度和比剛度高，使

2、其完全適用于汽車及航空航天等精密加工領(lǐng)域，然而由于低屈服點(diǎn)和彈性系數(shù)、易燃性也降低了鎂合金材料在機(jī)加工過(guò)程中的實(shí)際使用價(jià)值，此時(shí)相關(guān)機(jī)械加工性能的研究顯得十分必要。本文在現(xiàn)有微細(xì)加工研究的基礎(chǔ)上采用理論分析和有限元仿真模擬的方法對(duì)AZ31b鎂合金微銑削力及加工機(jī)理進(jìn)行了探究，并搭建HAAS機(jī)床試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)模型的準(zhǔn)確度進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)分析了不同切削參數(shù)對(duì)于微銑削力和加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴依據(jù)現(xiàn)有切削理論并對(duì)

3、其進(jìn)行了改進(jìn)，建立考慮切削刃鈍圓半徑、最小切削厚度、尺度效應(yīng)、刀具有效前角和刀具偏擺等因素在內(nèi)更符合微切削加工特性的AZ31b鎂合金微銑削力數(shù)學(xué)解析模型。⑵利用大型商用軟件 Abaqus/Explicit顯式動(dòng)力分析模塊對(duì)微銑削過(guò)程進(jìn)行二維旋轉(zhuǎn)模型有限元仿真，將塑性應(yīng)變梯度引入其中建立材料微銑削本構(gòu)模型，得到了一種全新的實(shí)際有效前角計(jì)算方法，并對(duì)切屑的形成及其發(fā)生條件進(jìn)行了分析，同時(shí)探究了切削層厚度和刀具參數(shù)對(duì)于切削力的影響以及加工過(guò)程

4、中材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能變化；創(chuàng)建基于任意拉格朗日-歐拉法（ALE）三維有限元仿真模型并編寫(xiě)子程序使其基本設(shè)置參數(shù)化、可視化，獲得了不同切削參數(shù)對(duì)微銑削加工過(guò)程中切削力的影響規(guī)律。⑶搭建試驗(yàn)平臺(tái)利用0.1mm日進(jìn)銑刀對(duì)AZ31b鎂合金材料進(jìn)行單因素及正交兩種方法的微銑削試驗(yàn)，得到了實(shí)際加工條件下不同切削參數(shù)的銑削力和已加工表面，同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果顯示與有限元仿真結(jié)果有較好的一致性，驗(yàn)證了理論分析的準(zhǔn)確性，最終建立了φ0.1mm日進(jìn)銑刀微槽銑時(shí)的切