球头立铣刀铣削加工211Z铝合金的研究

发布时间：2018-10-08 07:59

【摘要】：211Z铝合金是一种新型的Al-Cu-Mn-Cr-Re系高强度铝合金材料。它是由贵州大学和贵州铝厂等自主研发,具有和同类型材料不同的显著特点,采用普通的工业纯铝冶炼,添加Cu作为主要强化元素加入,具有铸造和形变铝合金的双重特性等。211Z铝合金的运用前景十分广阔,因此为了充分发挥211Z铝合金的特性,促进该材料在航空、航天、建材和轻工等领域的发展和广泛运用,研究分析211Z铝合金的铣削加工就显得至关重要。本课题依托国家自然科学基金项目(项目编号:51265005)“GLGQXX新型高强度铝合金切削过程中稀土作用及切削加工性研究”,以211Z铝合金为研究对象,围绕硬质合金球头立铣刀铣削的方式,采用计算机仿真和试验研究相结合的方法,开展铣削加工过程中切削力、温度、表面粗糙度和残余应力的相关研究。进行单因素的铣削加工试验,得到了铣削参数对切削力的影响规律;进行正交铣削加工试验,建立了切削力的预测模型,并运用方差分析对预测模型的回归效果进行了验证;基于Deform3D软件建立铣削211Z铝合金的有限元仿真模型,将切削力的铣削加工试验结果和仿真结果进行对比,证明了仿真模型的准确性,也证明了课题组建立的211Z铝合金本构模型的正确性;运用仿真模型对切削过程的温度进行研究,得到了铣削参数对刀具最高温度的影响规律;对表面粗糙度和残余应力的试验值进行极差分析,得到了铣削参数对表面粗糙度和残余应力影响的大小排序,并通过回归分析建立了表面粗糙度的预测模型。
[Abstract]:211Z aluminum alloy is a new Al-Cu-Mn-Cr-Re system high strength aluminum alloy material. It is independently developed by Guizhou University and Guizhou Aluminium Plant. It has distinct characteristics from the same type of materials. It is made of common industrial pure aluminum smelting and added with Cu as the main strengthening element. With the dual properties of casting and deformed aluminum alloy and so on, the application prospect of .211Z aluminum alloy is very broad. Therefore, in order to give full play to the characteristics of 211Z aluminum alloy, promote the development and extensive application of this material in the fields of aviation, aerospace, building materials and light industry, etc. It is very important to study and analyze the milling of 211Z aluminum alloy. Based on the project of National Natural Science Foundation of China (item No.: 51265005), "study on the role and machinability of rare earth elements in cutting process of new type GLGQXX high strength aluminum alloy", 211Z aluminum alloy is taken as the research object. In this paper, the cutting force, temperature, surface roughness and residual stress of cemented carbide ball end milling cutter are studied by means of computer simulation and experimental study. The influence of milling parameters on cutting force is obtained by single-factor milling experiment, and the prediction model of cutting force is established by orthogonal milling experiment, and the regression effect of the prediction model is verified by variance analysis. The finite element simulation model of 211Z aluminum alloy milling is established based on Deform3D software. The accuracy of the simulation model is proved by comparing the milling test results of cutting forces with the simulation results. The correctness of the constitutive model of 211Z aluminum alloy was proved, and the influence of milling parameters on the maximum temperature of cutting tool was obtained by using the simulation model. Based on the range analysis of surface roughness and residual stress, the order of milling parameters' influence on surface roughness and residual stress is obtained, and the prediction model of surface roughness is established by regression analysis.
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG54

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本文编号：2256017