深冷挤出切削6061-T6铝合金切屑成形有限元分析

将深冷挤出式切削技术引入6061-T6铝合金的车削加工,结合有限元仿真技术探究深冷挤出式切削对6061-T6铝合金车削加工效果的影响。建立深冷挤出式切削(CT-EM)和常温挤出式切削(RT-EM)的有限元仿真模型并进行模拟仿真,对比分析不同刀具前角、压缩比对等效应变、等效应变率、等效应力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果表明:随着刀具前角和压缩比的增大,CT-EM和RT-EM的等效应变率、最大等效应力分布区域和最高切削温度呈下降趋势;最大等效应变值和分布区域随前角的增大而减小,随压缩比的增大而增大;CT-EM的等效应变率、最大等效应变值和分布区域、等效应力分布范围都要大于RT-EM,切削温度更低,切屑形态更为平整,填充率更高,成形效果更好。

深冷挤出切削制备超细晶7075铝合金的组织、性能及时效行为研究

传统的大变形工艺制备超细晶材料时不可避免地会产生大量的热,削弱材料的力学性能。深冷挤出切削(CT-EM)作为一种新型的超细晶材料制备工艺,可消除切削热,抑制动态回复,达到提升材料强度与可加工性的目的。本工作以7075铝合金为研究对象,对比分析了常温挤出切削(RT-EM)与CT-EM超细晶切屑的微观组织、物相演变、力学性能以及时效行为。结果表明:切屑的晶粒尺寸被极大程度地细化,CT-EM切屑的平均晶粒尺寸更小,位错密度更大,硬度和强度更高。经时效处理后,切屑组织内出现了大量弥散析出相,RT-EM与CT-EM切屑的屈服强度分别进一步提升至455 MPa和507 MPa,细晶强化、位错强化及析出相强化共同发挥作用;深冷处理可增强组织内二次相的析出动力,CT-EM切屑更快地达到峰值硬度,且其延伸率有小幅提升,拉伸断口内出现更多的韧窝。

芳纶纤维增强复合材料低温铣削研究

为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明:相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。