高硅铝合金CE11铣削加工的切削性能研究

发布时间：2019-04-28 15:05

【摘要】：高硅铝合金是一种新型材料,在汽车发动机零件和电子封装外壳方面应用广泛,其质量轻、热膨胀系数低、强度高等优点,必定在未来会有很好的市场。但是,高硅铝合金材料含硅量高,加工过程中刀具的磨损大、加工效率低且加工过程中容易产生积削瘤,工件表面容易划伤,这极大的阻碍了该硅铝合金产品的应用和开发。因此,研究高硅铝合金的切削加工性,探索选择最优化切削加工参数和刀具对于高硅铝合金的加工来说至关重要。本文基于金属切削加工原理,运用切削加工有限元软件AdvantEdge FEM建立高硅铝合金铣削三维模型,采用TiAlN涂层刀具和金刚石涂层刀具,分别对含硅量高达50%的高硅铝合金CE11进行铣削加工切削性能分析。通过正交虚拟实验方案对高硅铝合金进行有限元仿真,得到不同加工参数以及不同涂层材料刀具加工条件下铣削力和温度的变化曲线。同时运用极差分析法优选出最优切削参数加工方案,与硬质合金刀具的加工最优方案进行对比,体现涂层刀具的优越性。另外,对金刚石涂层刀具采用单一变量,分析各因素的单一变化如何影响铣削力和温度。为了验证有限元仿真结果,本文进行了实验验证,运用压电晶体传感器和红外线热传感器对铣削力和铣削温度进行了测量,通过对实验数据与仿真数据的分析比较,误差在可控范围内,表明有限元仿真能够较准确地反应实际结果。最后本文得出结论:TiAlN涂层刀具和金刚石涂层刀具都能很好的对高硅铝合金进行实际生产加工,并具有优于硬质合金刀具的切削性能;金刚石涂层刀具在低速大进给条件下加工效率最高,而且温度、力都较低;进给量、铣削深度对铣削力影响很大,进给量、铣削深度增大,主铣削力增大最为明显;铣削宽度增大,背刀力大幅增大;铣削速度对切削力影响不大;运用有限元仿真能够快速准确的研究切削过程,大大减少实验经费,提高效率。
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【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG54

【参考文献】