航空铝合金7075-T651高速铣削锯齿形切屑的形成机理研究

论文摘要

目的分析航空铝合金高速铣削锯齿形切屑的形成过程及机理,为提高工件表面质量、延长刀具使用寿命提供理论依据。方法考虑航空铝合金在高速铣削过程中铣削厚度变化的特点,选用合理的本构模型及材料断裂准则,将三维铣削简化为二维变厚度的正交切削热力耦合有限元模型,对锯齿形切屑的形成过程进行有限元模拟,并经铣削试验验证有限元模型的准确性。结果在2～16 m/s的切削速度范围内,铣削力、切削温度、锯齿形切屑形貌均得到了准确的仿真。随着切削速度的增加,切屑厚度、切屑连续部分高度和剪切带间距都有减小的趋势,相反,剪切角随切削速度的增加而增大。切削速度为16m/s时,锯齿形切屑在切屑厚度较大的一侧出现,并随着切屑厚度减小而逐渐消失,变为均匀带状切屑,准确仿真了切削厚度变化下锯齿形切屑形貌。结论提出考虑剪切带宽度变化的三阶段锯齿形切屑形成模型,通过剪切带内外的应变、应变率和温度的变化分析了绝热剪切过程,并使用分割强度比参数量化锯齿形切屑应变程度,控制锯齿形切屑形态。

论文目录

• 1 高速铣削有限元模型建立
•   1.1 高速铣削几何模型
•   1.2 工件及刀具材料模型
•   1.3 刀-屑接触摩擦模型、有限元网格和边界条件
• 2 高速铣削有限元模型验证与分析
•   2.1 铣削实验设计
•   2.2 铣削力
•   2.3 铣屑形态
• 3 锯齿形切屑形成机理及表征
•   3.1 锯齿形切屑形成模型
•   3.2 锯齿形切屑形成机理
•   3.3 锯齿形切屑量化表征
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 殷继花,林有希,孟鑫鑫,左俊彦

关键词: 航空铝合金,高速铣削,锯齿形切屑,绝热剪切,有限元模拟

来源: 表面技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 金属学及金属工艺,航空航天科学与工程

单位: 福州大学机械工程及自动化学院

基金: 国家自然科学基金(51375094)~~

分类号: TG54;V261.2

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.05.039

页码: 275-285

总页数: 11

文件大小: 2054K

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