【摘 要】
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镁合金是工业应用中最轻的金属材料,被誉为“21世纪绿色环保工程材料”,在通信电子工业、汽车工业、航空航天等诸多领域得到广泛应用。但由于镁合金燃点低、化学活性高,在切削加工过程中极易造成切屑燃烧或爆炸。如何在保证加工质量的前提下,实现镁合金安全高效加工,是镁合金加工行业迫切需要解决的难题。本文以解决铸造镁合金ZM5切削加工中切屑易燃烧和爆炸的难题为目标,采用仿真和实验的方法研究铣削参数对铣削温度、镁
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镁合金是工业应用中最轻的金属材料,被誉为“21世纪绿色环保工程材料”,在通信电子工业、汽车工业、航空航天等诸多领域得到广泛应用。但由于镁合金燃点低、化学活性高,在切削加工过程中极易造成切屑燃烧或爆炸。如何在保证加工质量的前提下,实现镁合金安全高效加工,是镁合金加工行业迫切需要解决的难题。本文以解决铸造镁合金ZM5切削加工中切屑易燃烧和爆炸的难题为目标,采用仿真和实验的方法研究铣削参数对铣削温度、镁合金切屑、铣削力和表面粗糙度的影响规律,通过参数优化实现铸造镁合金ZM5的安全高效加工。本文的主要研究内容如下:（1）首先采用准静态拉伸和霍普金森压杆实验获得铸造镁合金ZM5不同应变率以及不同温度下的应力-应变曲线,分析得到铸造镁合金ZM5材料的P-L本构模型参数;基于P-L本构模型参数采用Advant Edge有限元分析软件建立材料的铣削仿真模型,研究铸造镁合金ZM5的铣削过程以及各项铣削参数对铣削温度的影响规律。（2）设计铸造镁合金ZM5铣削实验,研究主轴转速、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度对切屑细碎度以及切屑尺寸的影响规律,给出各类切屑的占比;建立基于1DCNN-GRU神经网络的切屑预测模型,对影响切屑燃烧的最小切屑尺寸和危险切屑占比进行预测,提供了铸造镁合金ZM5实际加工生产中降低切屑燃烧的一种新思路。（3）基于铣削实验研究铣削参数对铸造镁合金ZM5铣削力和表面粗糙度的影响规律,建立数学回归模型;以铣削力、表面粗糙度、切屑尺寸和加工效率为目标建立多目标优化模型,采用遗传算法进行工艺参数优化,得到安全高效的切削参数,解决实际加工问题。
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