ZL109铝合金车削加工的数值仿真及实验研究-机械工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 ZL109 铝合金车削加工的数值仿真及实验 研究 学 位 类 型 ： 专业学位 学科（专业学位类别） ： 机械工程 作 者 姓 名 ： 康红军 作 者 学 号 ： 导 师 姓 名 及 职 称 ： 周知进 教授 实 践 导 师 姓 名 及 职 称 ： 喻本海 研究员 学 院 名 称 ： 机电工程学院 论 学 文 提 位 授 交 日 期 予 单 位 ： 2015 年 5 月 24 日 ： 湖南科技大学 Numerical simulation and experimental study of processing in turning ZL109 aluminum alloy Type of Degree Professional Degree Discipline (Type of Professional Degree) Mechanical Engineering Candidate Kang Hongjun Student Number Supervisor and Professional Title Zhou Zhijin Professor Practice Mentor and Professional Title Yu Benhai Researcher School School of Electromechanical Engineering D a t e May 24th,2015 U n i v e r s i t y Hunan University of Science and Technology 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全 意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 湖南科技大学机械工程硕士学位论文 湖南科技大学机械工程硕士学位论文 摘 要 铝硅合金材料具有较好的综合性能，广泛应用于飞机、汽车、坦克及船用发 动机等工业部门中，但铝硅合金属于难加工材料，其切削效率低，刀具磨损严重， 加工成本高。因此，研究新型材料刀具在铝硅合金加工中的应用，提高铝硅合金 加工工艺水平是当前急需解决的问题。本文针对 PCD 车刀切削 ZL109 铝硅合金 进行了深入的研究。 首先，利用材料试验机和 SHPB 装置对 ZL109 进行准静态和动态冲击压缩实 验，确定 ZL109 铝合金的 Johnson-Cook 本构模型参数。 其次，采用单因素试验法，利用有限元分析软件 AdvantEdge FEM，分析刀 具几何参数（前角、后角和刀尖圆弧半径）对切削力和刀尖温度影响。利用正交 试验法和极差分析，优选出最佳的刀具几何参数组合，从而得到最优的刀具结构。 第三，采用单因素法和正交试验法，利用有限元软件对切削用量参数（进给 量、背吃刀量和切削速度）进行模拟切削，极差分析后得到最优的切削用量。 最后，针对刀具几何参数和切削用量参数进行实验验证，并将实验结果与仿 真结果进行了对比，分析了其中差异可能存在的原因。 通过本文的研究，得到了 ZL109 铝合金的 Johnson-Cook 本构模型参数，并利 用有限元仿真，获得最优的刀具几何参数和切削用量，通过实验验证和对比分析， 证明了仿真优化结果的可行性。希望本文的研究能为改善铝硅合金加工提供参考。 关键词：铝硅合金；本构模型参数；刀具几何参数；切削用量；有限元仿真 i ABSTRACT Al-Si alloy material is widely applied in aircraft,automobiles,tanks and marine engines and other industrial departments owing to its excellent comprehensive properties.But Al-Si alloy is typ