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采用多刃铣刀的航空铝合金高速加工过程的数值模拟与实验研究.pdf119页
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全 文 摘要
在通过高温拉伸实验和高速压缩实验得到了铝合金7050．T7451材料本构模型的
基础上，论文进一步研究了铝合金7050在临近高速 线速度在6m／s-8m／s范围内 铣
削加工下的力学和热学性能，为提高铣削加工效率，特别是提高金属去除率，对采
用不同铣刀刀具进行铣削加工以及加工时必然会产生的刀具磨损所带来的一些影响
做了较为深入的研究。
论文首先分析了常见的铣削加工模拟的方式：等效厚度法，变厚度法。
通过前人提出的基于待切削层面积的等效厚度法，将铣削加工时的每齿进给量
转换为等效的切削厚度，在此基础上进行二维有限元模拟，针对选取的几组不同的
刀具后刀面磨损程度VB值，分析了刀具后刀面磨损对于切削力、切削温度、剪切
角、有效应力以及有效应变等物理量的影响。
而对于变厚度法，论文在前人采用近似圆弧逼近加工轨迹铣削加工模型基础上，
修正为考虑铣刀刀尖真实运动轨迹即次摆线的几何模型，从而同时考虑铣刀的旋转
和进给的复合运动，突破了原来近似圆弧模型的限制，避免了原模型在模拟起始阶
段存在的理论误差，扩大了有限元模拟的观察时间范围及实际对应的铣刀连续旋转
角度，仿真结果也更加精确。
在此基础上分析了采用二齿铣刀在等宽加工方式下的铣削力和铣削温度以及有
效应力等变量。然后分别分析了采用三齿铣刀和四齿铣刀同样在等宽槽铣加工方式
下必然存在二个以上的刀刃同时加工对总的铣削力波形的变化和影响 这里的四齿铣
刀包括直齿和螺旋齿两种情况 。其他如切削温度和有效应力也进行了分析。这种方
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