超精密車削加工鋁合金表面物理力學性能研究及工藝優(yōu)化.pdf

1、超精密加工是機械制造中的重要領(lǐng)域，對尖端技術(shù)和國防工業(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)與物理力學性能)，這與加工機床、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，是工程中常用的金屬材料。在進行激光核聚變時，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特

2、征。為此，研究超精密車削鋁合金表面的物理力學性能，具有很好的實際意義和應用前景。
　　本文針對課題中鋁合金材料高質(zhì)量表面的獲得，對超精密車削鋁合金加工的工藝參數(shù)進行了相關(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)，歸納出當背吃刀量、進給量和切削速度改變時，工件表面殘余應力的變化規(guī)律。<

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