基于尺寸效應的TC4合金激光輔助微銑削切削力建模及仿真.pdf

1、激光輔助微銑削為用TC4等難加工材料加工微小復雜結構提供了一種優(yōu)良的解決方案。利用激光對材料進行軟化可以降低切削力、增加材料去除率，減小刀具磨損。由于激光的引入使原本微銑削中單一的機械作用變?yōu)榱藷釄?機械場耦合作用，這使得微銑削中原本就較為復雜的材料去除過程變得更加復雜。切削力與材料微量去除機理、刀具磨損機理、材料表面加工質量都密切相關，本文將激光輔助微銑削中TC4材料的切削力模型作為研究對象進行研究。
　　首先，在微銑削切削力模

2、型建立時考慮切削機理，將微銑削分為彈性、耕犁、剪切三個獨立階段，根據各階段不同特點對各階段分別建立模型。該模型中考慮了刃口圓弧半徑、刀尖圓弧半徑、最小切削厚度以及刀刃軌跡、順逆銑等因素。通過實驗驗證時發(fā)現(xiàn)模型與實驗之間幅值相差較小，該模型可以很好地反映激光輔助微銑削時切削力的變化情況。
　　然后，通過對激光加熱及材料去除過程導致的溫升進行研究，獲得此時微銑削中溫度敏感參數的變化情況。將在微銑削中設為常數的這些參數用隨溫度變化的變量

3、代替，建立了激光輔助微銑削切削力計算模型。該模型同時反映了溫度場、尺寸效應對切削力的影響。利用實驗數據進行驗證，發(fā)現(xiàn)模型與實驗之間幅值相差較小，該模型可以較好地反映激光輔助微銑削切削力的變化情況。
　　最后，利用有限元仿真軟件對TC4材料分別進行微銑削、激光輔助微銑削三維動態(tài)仿真，仿真選擇切削力輸出。利用Fortran語言描述激光掃描后溫度的空間分布情況，將其輸入微銑削仿真中獲得激光輔助微銑削的切削力。將微銑削仿真、激光輔助微銑削