基于高硅鋁合金CE11銑削刀具的摩擦磨損特性研究.pdf

1、高硅鋁合金作為鋁合金中市場份額最大的一個分支，具有比重小、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此有著廣闊的發(fā)展前景。但是，硅含量的增加會使材料的切削性能下降，因此，高硅鋁合金是一種難加工材料。現(xiàn)有研究文獻(xiàn)證明，采用硬質(zhì)合金、PCD、金剛石涂層刀具或高速加工技術(shù)能有利改善高硅鋁合金的切削加工性，但綜合國內(nèi)企業(yè)設(shè)備、工藝系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)效益，研究硬質(zhì)合金刀具加工高硅鋁合金的磨損特性，解決高硅鋁合金在切削加工中刀具磨損嚴(yán)重、加工表面質(zhì)量差等問題，

2、具有更為重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題首先基于銑削實(shí)驗(yàn)研究硬質(zhì)合金立銑刀加工高硅鋁合金CE11的摩擦學(xué)行為，借助測力系統(tǒng)、紅外熱成像儀等裝置對加工過程中的切削力和接觸面溫度進(jìn)行測量。再利用切削力求得加工過程中的平均摩擦系數(shù)，首先為模擬加工高硅鋁合金CE11的刀具磨損仿真提供數(shù)據(jù)支撐。其次根據(jù)摩擦系數(shù)可以分析主軸轉(zhuǎn)速對摩擦特性的影響，主軸轉(zhuǎn)速越大，摩擦系數(shù)越小。在摩擦過程中，摩擦系數(shù)隨著時間的變化呈先減小后增大的趨勢。高硅鋁合金在銑削

3、加工過程中溫度變化不大，摩擦系數(shù)與摩擦溫度呈反比關(guān)系，在摩擦溫度最高時摩擦系數(shù)最小。
　　運(yùn)用有限元仿真軟件Deform3D建立單齒銑削刀具的模型，通過正交試驗(yàn)法設(shè)計有限元分析方案，以模擬硬質(zhì)合金刀具銑削加工高硅鋁合金CE11的刀具磨損過程，分析銑削用量對刀具磨損特性的影響。為了驗(yàn)證仿真數(shù)據(jù)的有效性和可靠性，在數(shù)控加工中心進(jìn)行刀具磨損的實(shí)驗(yàn)，并利用光學(xué)測量顯微鏡對刀面的磨損量進(jìn)行測量。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，最終結(jié)論得出