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题目：
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雅宝题库解析：
AerMet100超高强度耐蚀钢是一种新型的难加工材料，在航空、国防等尖端领域具有重要的应用前景。与传统材料相比，AerMet100钢在切削加工过程中的特点主要表现为：切削力大、切削温度高、刀具磨损严重、以及加工表面质量差等。这些特点使得该材料的切削效率极低，同时生产成本也难以控制在合理的范围之内。为了从根本上解决这些题目，对AerMet100钢的高速铣削机理和工艺优化进行研究就变得非常重要和紧迫。因此，本文通过实验、建模、仿真和理论相结合的方式，对于该材料的力学性能、高速铣削机理及工艺优化等进行了深入系统的研究，主要研究工作包括：1、通过高温分离式霍普金森压杆（SHPB）实验研究了AerMet100钢的动态力学性能，并结合正交切削实验方法获得了适用于切削条件下的Johnson-Cook本构方程。分析在不同温度和不同应变率条件下获得的应力—应变关系曲线，研究了温度、应变和应变率对AerMet100钢的流动应力的影响，并获得了适用于冲压、锻造条件下的JC本构方程。在此基础上，利用正交切削实验、解析加工理论与有限元仿真相结合的方法，获得了可以真正适用于切削条件的JC本构方程。通过模拟计算，以该本构方程为输入的切削过程仿真的精度得到较大提高，和正交切削实验的结果一致性很好。2、将Oxley解析加工预测理论拓展应用于AerMet100钢，为该材料的切削参数的选择优化提供可靠的手段。采用JC本构模型对Oxley解析加工预测理论算法进行了修改。基于修改后的解析加工预测理论，研究了铣削力模型和算法，包括圆柱螺旋立铣刀、球头刀具和两种机夹刀具（圆型刀片和矩形刀片）多种类型铣刀。AerMet100钢铣削实验验证表明，该模型的仿真结果和实验结果基本符合。在仿真算法研究的基础上，开发了基于解析加工预测理论的仿真系统，可以由工件材料的物理力学特性、刀具几何参数和切削条件直接预测铣削力。3、利用正交实验研究了AerMet100钢在高速铣削时切削用量对切削力的影响。对比分析了刀具的几何结构和涂层对铣削力系数的影响以及材料硬度对铣削力的影响。 采用单因素实验方法研究了AerMet100钢在高速铣削时切削用量和刀具磨损对切削温度的影响。4、 利用单因素实验和正交实验方法研究了AerMet100钢在高速铣削时切削用量及刀具磨损对表面粗糙度的影响，并分析了粘结物对加工表面质量的影响。研究了加工表面硬化和表层金相组织的变化情况，结果表明AerMet100钢在高速铣削时加工表面的硬化和变形层很小。5、研究了AerMet100钢在高速铣削时涂层硬质合金刀具的磨损机理、磨损破损形态以及耐用度。AerMet100钢在高速铣削时涂层硬质合金刀具磨损的机理主要是高温下的粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损与磨粒磨损的综合作用的结果。AerMet100钢在高速铣时涂层硬质合金刀具主要磨损和破损形态包括前刀面不均匀磨损、后刀面不均匀磨损、涂层材料的破损、微崩刃、边界沟槽磨损和贝壳状崩落。高速铣削时边界沟槽磨损加剧是涂层硬质合金刀具快速磨损达到磨钝标准的原因。6、基于上述研究的基础上，以最大材料去除率为优化目标函数，以铣削加工工艺参数为设计变量，考虑机床、刀具、夹具和表面粗糙度等的约束条件，在AerMet100钢起落架上的零件典型部位进行工艺优化研究，并取得了显著的成效。 |
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发表于 2024-2-18 10:08:21
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