鋁合金車(chē)削表層晶粒細(xì)化仿真及形成特征研究.pdf

1、切削加工過(guò)程中，已加工表面會(huì)形成一層明顯區(qū)別于基體材料的切削變質(zhì)層，該層中晶粒較基體材料發(fā)生明顯細(xì)化。該層變化不僅與表面粗糙度、加工硬化和殘余應(yīng)力等表面形成特征密切相關(guān)，也會(huì)對(duì)零件耐腐蝕、耐疲勞、抗磨損等服役性能產(chǎn)生重要影響。
　　論文以高強(qiáng)度鋁合金7050-T7451為研究材料，借助實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬，通過(guò)研究不同車(chē)削條件下，車(chē)削溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變率及表層晶粒尺寸的變化規(guī)律，重點(diǎn)分析車(chē)削加工表面變質(zhì)層中晶粒演化規(guī)律及其工藝參數(shù)影

2、響程度，并對(duì)其表面形成特征及耐腐蝕性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，基于位錯(cuò)理論，研究了切削表層形成過(guò)程中車(chē)削力、車(chē)削熱的影響機(jī)制，闡明晶粒細(xì)化機(jī)制及細(xì)化形成的塑性變形條件；針對(duì)鋁合金7050-T7451材料位錯(cuò)形成特征，分析其加工過(guò)程熱-力影響的塑性變形機(jī)理，重點(diǎn)分析刀具幾何角度、車(chē)削用量及冷卻條件對(duì)切削表層晶粒細(xì)化的影響程度。
　　其次，根據(jù)切削條件下鋁合金7050-T7451材料的 J-C本構(gòu)模型，建立應(yīng)用于DEFORM有

3、限元軟件的車(chē)削模型，并確定刀-工接觸摩擦參數(shù)、熱傳導(dǎo)和對(duì)流換熱系數(shù)等仿真參數(shù)，借助車(chē)削實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算對(duì)車(chē)削仿真模型進(jìn)行車(chē)削力與車(chē)削熱驗(yàn)證。
　　通過(guò)設(shè)計(jì)正交車(chē)削仿真實(shí)驗(yàn)和單因素車(chē)削仿真實(shí)驗(yàn)，探究了車(chē)削速度、刀具前角、切削刃半徑、車(chē)削溫度對(duì)車(chē)削表層晶粒尺寸的影響趨勢(shì)。結(jié)果表明，車(chē)削速度對(duì)車(chē)削表層晶粒尺寸影響最大；同時(shí)對(duì)刀具前角的擠壓效應(yīng)、切削刃半徑的犁削作用、車(chē)削溫度對(duì)再結(jié)晶的影響等都進(jìn)行了分析，并優(yōu)化了車(chē)削工藝參數(shù)。
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