XX新型高強(qiáng)度鋁合金銑削加工過程的研究生論文答辯PPT

XX新型高強(qiáng)度鋁合金銑削加工過程的研究答辯人：學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)教師：一、研究背景近幾十年來，國內(nèi)外均對(duì)鋁合金的切削機(jī)理做了大量的實(shí)驗(yàn)研究和理論研究，取得了很多重要的成果。但仍存在很多問題需要解決。切削理論建模的解析法只能解決相對(duì)簡(jiǎn)單的問題，且求解過程較復(fù)雜，結(jié)果誤差大。鋁合金切削仿真的研究不夠成熟，大部分將切削過程設(shè)定為二維切削，切屑只能在平面內(nèi)卷曲，與實(shí)際情況不符。相對(duì)二維模擬來說，雖然三維計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求也較高，但是三維模擬更能接近真實(shí)切削的物理狀態(tài)。因此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究及三維模擬分析是很有必要的。二、研究目的和意義

鋁合金材料主要向兩個(gè)方向發(fā)展：（1）為了滿足航空航天航海等軍事領(lǐng)域和特殊工業(yè)部門的要求，開發(fā)了一系列高強(qiáng)度、高韌性的新型鋁合金材料；（2）研發(fā)一些具有高性能的以滿足不同用途和條件的民用新型鋁合金材料。在各國政府、學(xué)術(shù)和企業(yè)的共同努力下，目前已經(jīng)取得了一些研究成果，研發(fā)出一系列新型鋁合金材料。XX高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料是XX大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十多年潛心研究，是一種新型高強(qiáng)度、高塑性鋁合金材料，應(yīng)用前景廣闊。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于退火和正火狀態(tài)低中碳鋼，加工具有極強(qiáng)的特殊性。而本文為今后制定其銑削加工工藝方案提供了參考。本課題主要針對(duì)XX新型高強(qiáng)度鋁合金切削性能進(jìn)行研究，其主要內(nèi)容包括：1.切削力的研究用kistler測(cè)力儀測(cè)出三個(gè)方向的切削力，再通過AdvantageFEM有限元軟件建立銑削模型，將實(shí)驗(yàn)值與其進(jìn)行對(duì)比，最后利用四因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)建立切削力指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式。2.切削溫度的研究用有限元軟件建立二維溫度場(chǎng)模型，并研究切削加工工藝參數(shù)切削溫度的影響。3.加工表面質(zhì)量的研究（1）加工表面粗糙度的影響研究，測(cè)出工件的表面粗糙度，并計(jì)算分析銑削參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響。得出經(jīng)驗(yàn)公式。（2）加工表面殘余應(yīng)力的影響研究，測(cè)出表面殘余應(yīng)力，并分析四個(gè)銑削參數(shù)對(duì)其影響規(guī)律。三、論文內(nèi)容XX鋁合金銑削殘余應(yīng)力的研究

5XX鋁合金銑削力的研究

2XX鋁合金銑削溫度的研究3XX鋁合金銑削表面粗糙度的研究

46緒論1總結(jié)與展望6四、論文結(jié)構(gòu)XX鋁合金銑削力的研究第2章1.實(shí)驗(yàn)條件及有限元模型的建立（1）實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)在數(shù)控銑床VM600上進(jìn)行，試驗(yàn)所用刀具參數(shù)及工件規(guī)格：

2.1刀具參數(shù)及工件規(guī)格

圖2.2加工現(xiàn)場(chǎng)圖2.3測(cè)試連接圖2.4采集分析軟件（2）建立有限元模型首先要建立刀具模型并導(dǎo)入，然后在軟件中設(shè)定定義新型材料。在Solidworks中建立刀具模型再導(dǎo)入AdvantageFEM，導(dǎo)入后如圖2.5所示：圖2.5刀具模型圖XX鋁合金銑削表面粗糙度的研究第4章1正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)表4.1因素水平表

圖4.2粗糙度儀2正交試驗(yàn)的極差分析圖4.3銑削XX高強(qiáng)度鋁合金的表面粗糙度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.4極差分析結(jié)果

由表4.6可知，在本實(shí)驗(yàn)各個(gè)參數(shù)范圍內(nèi)，因素對(duì)粗糙度的影響主次順序?yàn)檫M(jìn)給量、軸向切深、徑向切深、轉(zhuǎn)速，最優(yōu)組合為4.5轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度的影響4.6進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度的影響隨著轉(zhuǎn)速的增高，切削過程平穩(wěn)，工件的表面粗糙度也降低。另一方面，隨著切屑帶走的熱量增多，即傳給工件的熱量減少，所以工件內(nèi)應(yīng)力減小，粗糙度降低。從第二章的分析中可知，隨著進(jìn)給量的增大，切削層厚度增大，作用于刀具軸線方向的切削力即進(jìn)給力隨之增大，從而引起系統(tǒng)振動(dòng)，這種振動(dòng)隨著進(jìn)給量的增加會(huì)變得更加劇烈，所以工件的表面粗糙度會(huì)有所增大。圖4.7徑向切深對(duì)表面粗糙度的影響圖4.8軸向切深對(duì)表面粗糙度的影響表面粗糙度值的總體趨勢(shì)是隨著徑向切深的增大而增大。但是，實(shí)際加工中應(yīng)盡量選用較大的徑向切深，以提高生產(chǎn)效率。切削力的變化使加工過程產(chǎn)生振動(dòng)，所以工件表面質(zhì)量也下降。在實(shí)驗(yàn)所取水平的區(qū)間內(nèi)，也并不是切削深度越小越好。3.表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行處理，再根據(jù)正交試驗(yàn)表，將參數(shù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入MATLAB,運(yùn)用函數(shù)Regress進(jìn)行計(jì)算，可算出表面粗糙度的經(jīng)驗(yàn)公式為4.本章小結(jié)在本章中，采用正交試驗(yàn)，研究了切削參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律，在此試驗(yàn)條件下，得出以下結(jié)論：1.通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的極差分析，得到切削參數(shù)對(duì)銑削XX高強(qiáng)度鋁合金工件表面粗糙度的影響主次順序是進(jìn)給量、軸向切深、徑向切深、轉(zhuǎn)速，算出表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)公式。2.通過分析可知，隨著轉(zhuǎn)速的增大，粗糙度減小。但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min.后表面粗糙度開始有所增加。

3.為了減小表面粗糙度，可以提高轉(zhuǎn)速和減小軸向切深和進(jìn)給量。但在工藝要求范圍內(nèi)合理選擇，以提高切削效率?？偨Y(jié)與展望第6章

本文通過有限元仿真及實(shí)驗(yàn)兩種方法，對(duì)XX高強(qiáng)度鋁合金的銑削過程進(jìn)行研究。得出不同銑削用量與表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力、銑削溫度及銑削力的關(guān)系，給出銑削力、表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)公式，分析了切屑、工件及刀具溫度場(chǎng)分布情況。

本文的研究成果雖對(duì)進(jìn)一步提出XX高強(qiáng)度鋁合金的銑削工藝方案提供了一定的理論依據(jù)，但還是有許多方面可以做進(jìn)一步深入研究。1.銑削過程刀具運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，銑削溫度的測(cè)量比較困難，本文僅對(duì)銑削溫度進(jìn)行了模擬，下一步可對(duì)銑削溫度的測(cè)量進(jìn)行研究，進(jìn)而與模擬結(jié)果作對(duì)比。2.在將切削力仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較的分析中發(fā)