超精密車削加工鋁合金表面物理力學(xué)性能研究及工藝優(yōu)化.pdf

1、超精密加工是機(jī)械制造中的重要領(lǐng)域，對(duì)尖端技術(shù)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展具有重要影響，超精密切削加工的主要目標(biāo)是獲得被加工零件的高形狀精度和高表面質(zhì)量(包括加工表面幾何參數(shù)與物理力學(xué)性能)，這與加工機(jī)床、加工工藝、加工刀具和加工環(huán)境條件等因素相關(guān)。鋁合金在電氣性能、機(jī)械性能、熱性能、中子工程性能、照射損傷等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，是工程中常用的金屬材料。在進(jìn)行激光核聚變時(shí)，需要高精度的靶零件，其不僅要求高的表面形狀精度等幾何質(zhì)量，更需要其良好的表面力學(xué)特

2、征。為此，研究超精密車削鋁合金表面的物理力學(xué)性能，具有很好的實(shí)際意義和應(yīng)用前景。
　　本文針對(duì)課題中鋁合金材料高質(zhì)量表面的獲得，對(duì)超精密車削鋁合金加工的工藝參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　首先，根據(jù)材料的Johnson-Cook本構(gòu)方程，建立了基于熱-力耦合的超精密車削加工鋁合金三維有限元仿真模型；通過(guò)模擬多次切削獲得仿真加工表面；分析了有限元仿真的結(jié)果數(shù)據(jù)，歸納出當(dāng)背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度改變時(shí)，工件表面殘余應(yīng)力的變化規(guī)律。<

3、br>　　其次，規(guī)劃了超精密車削加工實(shí)驗(yàn)工序，通過(guò)熱處理消除了前幾道工序的影響，對(duì)鋁合金試件的端面進(jìn)行車削加工，得到了符合超精密加工精度的鏡面；對(duì)加工后的試件進(jìn)行殘余應(yīng)力的檢測(cè)，驗(yàn)證了有限元仿真模型的正確；還檢測(cè)了試件表面的顯微硬度，研究了各切削用量改變時(shí)鋁合金的車削硬化程度變化規(guī)律。
　　最后，利用通用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)來(lái)規(guī)劃有限元仿真方案，得到了殘余應(yīng)力的回歸方程；利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了加工硬化程度的數(shù)學(xué)模型。以殘余應(yīng)力和加工硬化的數(shù)