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

李茂彬 郭佳 周利平

摘 要：通過運(yùn)用AdvantEdge 3D仿真軟件對(duì)7075鋁合金進(jìn)行銑削仿真，研究銑削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑削力的影響。仿真結(jié)果顯示銑削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑削力大小的影響較小，但是對(duì)銑削力波動(dòng)的幅度有較大的影響。

關(guān)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(yīng)用在航空、汽車及化學(xué)工業(yè)等重要的領(lǐng)域。在對(duì)鋁合金的高速銑削中，劉東、陳五一等人對(duì)7075鋁合金進(jìn)行了試驗(yàn)研究，研究了在高速銑削時(shí)鋁合金的銑削力隨銑削速度變化時(shí)的變化趨勢(shì)[1]。汪振華、袁軍堂等人進(jìn)行了LF21鋁合金的試驗(yàn)研究，著重于銑削速度、背吃刀量和每齒進(jìn)給量對(duì)鋁合金銑削加工時(shí)的銑削力的影響[2]。唐克巖、周立華等人針對(duì)7050-T7451航空鋁合金材料設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)研究，分析了銑削力受銑削參數(shù)的影響[3]。對(duì)7075鋁合金進(jìn)行單因素仿真試驗(yàn)，主要目的在于分析銑削速度對(duì)銑削時(shí)銑削力的影響，分析得出比較科學(xué)化的的銑削參數(shù)，為實(shí)際加工時(shí)提供最優(yōu)的參數(shù)選擇的范圍。

1 7075鋁合金銑削仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)材料

仿真試驗(yàn)的材料為7075鋁合金，其機(jī)械性能見表1。

表1 7075鋁合金物理特性

1.2 試驗(yàn)方法及方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)要達(dá)到通過仿真軟件的仿真，分析銑削加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑削力的影響規(guī)律的目的，以及通過仿真和分析得到合理的銑削參數(shù)。因此，在設(shè)計(jì)仿真方案時(shí)選用單因素實(shí)驗(yàn)方法，分析不同的銑削速度對(duì)銑削力的影響。

具體設(shè)計(jì)為：銑削的每齒進(jìn)給量fz=0.05mm/z，背吃刀量ap=1.5 mm，銑削寬度為ae=3mm，主軸轉(zhuǎn)速n從2500r/min-20000r/min，見表2。

表2 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑削加工的影響仿真設(shè)計(jì)

2 仿真試驗(yàn)結(jié)果與分析

銑削速度對(duì)銑削力的影響：Y軸方向上的力隨著主軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的增大而略微減小。

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

3 結(jié)束語

通過運(yùn)用AdvantEdge 3D軟件對(duì)7075鋁合金進(jìn)行銑削仿真研究銑削力隨銑削參數(shù)改變的變化規(guī)律可以得出如下結(jié)論：主軸轉(zhuǎn)速 對(duì)銑削力的大小影響不大，但是對(duì)銑削力的波動(dòng)幅度影響十分明顯。

參考文獻(xiàn)

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

[2]汪振華，等.高速銑削LF21鋁合金銑削參數(shù)對(duì)銑削力影響規(guī)律研究[J].機(jī)床與液壓，2009，37（10）：1-4.

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

作者簡(jiǎn)介：李茂彬（1989-），男，四川宜賓，研究生，研究方向：機(jī)械工程。