AZ31b鎂合金微銑削力及加工機理的研究.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)銑削與微細加工相結(jié)合的精密加工技術(shù)更是成為當今科研界非常活躍的研究熱點。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，因而被廣泛應用于航空航天、生物醫(yī)療、國防電子等領(lǐng)域。鎂合金材料作為工業(yè)領(lǐng)域最輕的實用結(jié)構(gòu)金屬，具有良好的熱傳導性、減震性、尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的機加工性能，特別是相對比強度和比剛度高，使

2、其完全適用于汽車及航空航天等精密加工領(lǐng)域，然而由于低屈服點和彈性系數(shù)、易燃性也降低了鎂合金材料在機加工過程中的實際使用價值，此時相關(guān)機械加工性能的研究顯得十分必要。本文在現(xiàn)有微細加工研究的基礎(chǔ)上采用理論分析和有限元仿真模擬的方法對AZ31b鎂合金微銑削力及加工機理進行了探究，并搭建HAAS機床試驗平臺對模型的準確度進行驗證，同時分析了不同切削參數(shù)對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

3、其進行了改進，建立考慮切削刃鈍圓半徑、最小切削厚度、尺度效應、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)學解析模型。⑵利用大型商用軟件 Abaqus/Explicit顯式動力分析模塊對微銑削過程進行二維旋轉(zhuǎn)模型有限元仿真，將塑性應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際有效前角計算方法，并對切屑的形成及其發(fā)生條件進行了分析，同時探究了切削層厚度和刀具參數(shù)對于切削力的影響以及加工過程

4、中材料的動態(tài)力學性能變化；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子程序使其基本設置參數(shù)化、可視化，獲得了不同切削參數(shù)對微銑削加工過程中切削力的影響規(guī)律。⑶搭建試驗平臺利用0.1mm日進銑刀對AZ31b鎂合金材料進行單因素及正交兩種方法的微銑削試驗，得到了實際加工條件下不同切削參數(shù)的銑削力和已加工表面，同時試驗結(jié)果顯示與有限元仿真結(jié)果有較好的一致性，驗證了理論分析的準確性，最終建立了φ0.1mm日進銑刀微槽銑時的切