基于微观结构的AL2024微细切削力学特性研究

发布时间：2020-12-01 18:42

　　微细切削技术以其可加工材料的多样性和可加工工件的复杂性在微细加工领域得到了广泛应用。在微细切削领域,由于材料的微观结构尺寸与被加工尺寸处于同一或相邻数量级,因此会导致微细切削出现晶内切削等切削过程不连续的现象。该现象直接导致切削力产生较大颤振、刀具磨损速度加快和表面质量降低等不良后果。但常规切削使用的本构模型不包含尺度变量,对微细切削过程直接预测存在很大误差。基于此,本文提出用一种微细切削本构模型研究材料微观多晶体结构等变量对切削力的影响。并分析了各因素对切削力的影响规律。论文对研究微细切削力理论和预测微细加工过程的稳定性具有理论和实际工程意义。1)基于晶界硬化效应的霍尔-佩奇定律与常规金属切削本构模型,提出一种包含材料晶粒平均粒径d的微细切削本构模型。并在有限元软件中进行针对相应材料本构模型的二次开发,通过对比同条件下常规金属切削本构模型,得出d在一定范围内,晶界硬化效应对切削过程确实存在影响,影响效果随d的逐渐增大而减弱。2)研究了材料晶粒平均粒径d、刃口圆弧半径和背吃刀量的比值λ对微细切削力的影响。以标准差为切削力颤振的评价指标,给出了d、λ与切削力标准差之间的关系;切削力幅频分... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实际生产中的微细产品

燕山大学工学硕士学位论文Weule 等人研究表明钢槽底部的加工质量和其微观结构有着较为密切的联系，铁素体和珠光体的杨氏模量不一致，加工后的回弹量也就不一致，这会对加工质成不良影响[21]。东北大学王晋生基于多晶体材料特性研究了微铣削的加工机理，如图 1-2 所示对铣削过程建模的过程中加入了最小切屑厚度和材料相结构的影响因素。对仿果分析发现材料的不同相结构会致使加工表面发生波动，这种波动会使切削力高频次生振动。最小切屑厚度是切削材料有效与否的重要判据，也会使切削过程高频振动[22，23]。晶粒 1晶粒 2晶粒 1

图 2-3 平均晶粒度计算示意图的具体实施方式为：如图 2-3 所示，在显m 的圆，面积为 5000mm2，选定放大倍数整的晶粒总数 n1及被圆周边切割的晶粒数根据式（2-6）计算出圆内晶粒总数 ng；（2-7）计算出圆内晶粒总数 ng，依据式（212gnn n + 晶粒总数 (个)；整的晶粒数 (个)；切割的晶粒数 (个)。2112gnn n++

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于显微组织演化的本构关系的有限元变形-传热-组织演化耦合分析方法[J]. 刘东,罗子健.  塑性工程学报. 2006(01)
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[6]晶界结构及其对力学性质的影响(Ⅱ)[J]. 吴希俊.  力学进展. 1990(02)

硕士论文
[1]介观尺度钛合金TC4材料切削响应行为建模与仿真研究[D]. 张益川.北京理工大学 2015



本文编号：2894976