激光輔助微銑削中銑削力及其與刀尖圓弧半徑的關(guān)系研究.pdf

1、Ti6Al4V在航空航天行業(yè)中有廣泛應(yīng)用，可制作成慣性導(dǎo)航元件及各種精密儀表中的零件，但其可加工性較差，加工過(guò)程中切削力大，刀具易磨損。激光輔助微銑削為這類難加工材料提供了一種有效、可行的加工方法，能夠有效降低銑削力，減緩刀具磨損。本文從理論模型建立、有限元仿真、實(shí)驗(yàn)研究三個(gè)方面對(duì)激光輔助微銑削中銑削力進(jìn)行研究，并以刀尖圓弧半徑為指標(biāo)評(píng)價(jià)刀具磨損，對(duì)激光輔助微銑削過(guò)程中刀具磨損情況進(jìn)行研究。并在此基礎(chǔ)上對(duì)切削力與刀具磨損二者之間關(guān)系進(jìn)行

2、研究。
　　本文首先以經(jīng)典銑削力模型為基礎(chǔ)，建立傳統(tǒng)微銑削過(guò)程中的銑削力力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合溫度場(chǎng)對(duì)被加工材料力學(xué)屬性的改變以及刀具刀尖圓弧半徑的影響建立激光輔助微銑削過(guò)程中銑削力的數(shù)學(xué)模型。
　　在激光輔助微銑削中銑削力仿真方面，本文利用有限元仿真軟件ABAQUS對(duì)激光輔助微銑削中銑削力進(jìn)行仿真。研究中首先對(duì)不同預(yù)熱溫度下的材料應(yīng)力進(jìn)行三維仿真。之后對(duì)激光掃描進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明在很小范圍內(nèi)溫度變化很小，因此本文采

3、用穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)對(duì)刀尖切削處非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，最后將溫度場(chǎng)仿真結(jié)果與三維銑削模型進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而得到激光輔助微銑削三維模型，并輸出仿真結(jié)果，將激光輔助微銑削中銑削力與常規(guī)微銑削相比較。
　　實(shí)驗(yàn)方面，本文首先分別進(jìn)行常規(guī)微銑削和激光輔助微銑削兩組實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同參數(shù)下銑削力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與銑削力理論模型和銑削力有限元仿真模型進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了銑削力及有限元仿真的正確性。切削力實(shí)驗(yàn)表明，切削力隨切削距離增加而不斷變大。此外，對(duì)實(shí)驗(yàn)