第6期 2016年6月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)06005904
DOI:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 06. 015
No.6 Jun.2016
基于Deform-3D的铝合金7075车削力模型的研究
张蓉蓉'，赵先锋",2，李长虹'，李荣隆
（1.贵州大学机械工程学院，贵阳550025；2.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵阳 550025)
摘要：为了进一步研究铝合金7075的切削机制，以切削用量为因素设计了正交实验，在Deform-3D中建立车削有限元模型，对车削加工进行仿真研究，通过对切削力进行极差分析和方差分析，得到了切削用量对各切削力的影响主次、最优水平组合及影响的显著性。依据正交试验结果，建立了车削力预测模型并进行了拟合度和回归显著性检验，结果表明：车削力预测模型和实验数据的拟合度较好，
回归方程效果显著，能较好的反映各切削力和切削用量之间的关系。关键词：正交试验；Deform-3D；切削用量；车削力模型；回归分析
中图分类号：TH162;TG506
文献标识码：A
Analysis of the Cutting Force Model of Aluminum Alloy 7075 Based on Deform-3D
ZHANG Rong-rong', ZHAO Xian-feng'2,LI Chang-hong", LI Rong-long
(1. College of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 2. National Engineering Research Center for Precious Micro Motor,Guiyang 550025,China)
Abstract: To further study the cutting mechanism of 7075 aluminum alloy,the orthogonal experiment is de signed with factors selected based on cutting parameters. The finite element model of the cutting process is established based on Deform-3D for the simulation study of turning.With the range analysis and variance a-nalysis of the cutting forces,the sequence of the influence the cutting parameters effect on the cutting forces are obtained,the optimal level combination and the influence of significant are also obtained. And the cutting force prediction model is established according to orthogonal experiment results. Moreover the fitting degree test and significance test are conducted on the prediction model. The results show that the fitting degree be tween the cutting force prediction model and the experimental data is better,the effect of regression equation is remarkable,and the cutting force prediction model can reflect the relationship between cutting forces and cuttingparameters nicely
Key words: orthogonal experiment;Deform-3D; cutting parameters;cutting force model;regression analysis
0引言
铝合金7075是一种高强度冷处理锻压合金，具有硬度高、密度小、耐腐蚀、易加工等优点，在航空航天、机械设备、工装夹具等强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体中得到广泛的应用。切削力是影响切削加工过程中诸多物理现象的重要因素，直接影响切削热的产生和刀具的磨损及破损，甚至会引起刀具和工件变形产生振动，影响已加表面质量。同时，切削力也是计算切削功率的主要依据，对机床、夹具的设计和生产有重要的意义[12],因此研究切削力的大小及其变化规律对 7075铝合金切削机制的研究和工艺参数的合理选择具有实际指导意义。
由于计算机技术和有限元理论的快速发展，有限元方法在分析切削加工领域得到了广泛的应用，本文利用有限元分析软件Deform-3D对硬质合金刀具车削 7075铝合金的切削过程进行仿真，基于多因素正交实验和回归分析方法，研究了切削用量对其切削力的的影响及其规律，并建立了车前力预测模型。
正交试验设计
正交试验是国内外公认的研究和处理多因素试验的一种高效率科学方法，能在试验次数较少的情况下得到所需结果，数据采用回归分析能得到较为准确的数学模型，为建立切削力模型提供了有效的工具[3]。
根据金属车削原理，影响车削力的因素主要包括
收精日期：201507-10；修图日期：20150715
·基金项目：国家自然科学基金：GLCQXX新型高强度铝合金切削过程中稀土作用及切削加工性研究（51265005）
作者简介：张蓉筹（1989一），女，山东泰安人，贵州大学硕士研究生，研究方向为现代制造工艺及装备研究，（E-mail）tazhr@163.com；通讯作者：
李长虹(1957—），女，河北人，贵州大学教授，硕士生导师，研究方向为先进制造技术，CAD技术，（E-mail)ichho9@163.com。
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