基于AdvantEdge 3D的7075鋁合金加工銑削速度對銑削力的影響的仿真研究

李茂彬 郭佳 周利平

摘 要：通過運用AdvantEdge 3D仿真軟件對7075鋁合金進行銑削仿真，研究銑削時主軸轉速對銑削力的影響。仿真結果顯示銑削時主軸轉速對銑削力大小的影響較小，但是對銑削力波動的幅度有較大的影響。

關鍵詞：AdvantEdge 3D；7075鋁合金；銑削力

引言

鋁合金是一類有色金屬材料，廣泛應用在航空、汽車及化學工業等重要的領域。在對鋁合金的高速銑削中，劉東、陳五一等人對7075鋁合金進行了試驗研究，研究了在高速銑削時鋁合金的銑削力隨銑削速度變化時的變化趨勢[1]。汪振華、袁軍堂等人進行了LF21鋁合金的試驗研究，著重于銑削速度、背吃刀量和每齒進給量對鋁合金銑削加工時的銑削力的影響[2]。唐克巖、周立華等人針對7050-T7451航空鋁合金材料設計了正交試驗研究，分析了銑削力受銑削參數的影響[3]。對7075鋁合金進行單因素仿真試驗，主要目的在于分析銑削速度對銑削時銑削力的影響，分析得出比較科學化的的銑削參數，為實際加工時提供最優的參數選擇的范圍。

1 7075鋁合金銑削仿真試驗設計

1.1 試驗材料

仿真試驗的材料為7075鋁合金，其機械性能見表1。

表1 7075鋁合金物理特性

1.2 試驗方法及方案設計

試驗設計要達到通過仿真軟件的仿真，分析銑削加工時主軸轉速對銑削力的影響規律的目的，以及通過仿真和分析得到合理的銑削參數。因此，在設計仿真方案時選用單因素實驗方法，分析不同的銑削速度對銑削力的影響。

具體設計為：銑削的每齒進給量fz=0.05mm/z，背吃刀量ap=1.5 mm，銑削寬度為ae=3mm，主軸轉速n從2500r/min-20000r/min，見表2。

表2 主軸轉速對銑削加工的影響仿真設計

2 仿真試驗結果與分析

銑削速度對銑削力的影響：Y軸方向上的力隨著主軸轉速n的增大基本沒有變化。X軸與Z軸方向上的力隨著主軸轉速的增大而略微減小。

從表面看主軸轉速對銑削力的影響不是很大，但是通過AdvantEdge 3D軟件的仿真結果如圖1（a）和圖1（b）可以分析：當主軸轉速為2500r/min時，三個軸方向上的力如圖1（a）所示，可以看出三個軸方向上的力波動的幅度很大；當主軸轉速為20000r/min時，三個軸方向上的力如圖1（b所示，可以看出三個軸方向上的力波動的幅度很小了。

3 結束語

通過運用AdvantEdge 3D軟件對7075鋁合金進行銑削仿真研究銑削力隨銑削參數改變的變化規律可以得出如下結論：主軸轉速 對銑削力的大小影響不大，但是對銑削力的波動幅度影響十分明顯。

參考文獻

[1]劉東，等.7075鋁合金高速加工銑削力的試驗研究[J].航空制造技術，2007（6）：83-85.

[2]汪振華，等.高速銑削LF21鋁合金銑削參數對銑削力影響規律研究[J].機床與液壓，2009，37（10）：1-4.

[3]唐克巖，等.基于正交試驗7050-T7451航空鋁合金材料銑削力的研究[J].硬質合金，2011，28（3）：172-176.

作者簡介：李茂彬（1989-），男，四川宜賓，研究生，研究方向：機械工程。