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航空Al7050合金因具有优良的综合性能而在航空制造业中得到广泛应用,成为制造机身框架、火箭燃料箱、壁板、载人飞行器骨架及起落架支撑部件等主承载构件的材料。相比于其它航空材料,铝合金结构件具有壁薄、结构复杂、尺寸大及刚性弱的特点,使其在切削加工中极易发生变形,进而对零部件的加工精度产生较大影响。基于铝合金结构件在切削加工中易变形问题,本文采用试验研究、力学建模、仿真分析等方法对航空Al7050合金的力学特性、铣削加工性能、铣削变形机理及工艺参数优化方面进行了研究,主要研究内容如下:1.探究航空Al7050合金的静动态力学特性及构建Johnson-Cook(JC)本构方程,首先基于航空Al7050合金的静动态压缩实验,对其静动态压缩下的力学特性进行探究,并采用最小二乘法构建了实验条件下的JC本构方程。然后依据Oxley切削加工理论建立了JC本构方程参数的优化模型,并以实验条件下的JC本构方程参数为初值,采用遗传算法并结合正交切削试验数据对JC本构方程参数进行优化,构建了适用于实际切削加工中的JC本构方程,最后以切削力为参评指标验证了该模型的精确性和适用性,可为后续切削加工变形机理分析及切削加工模拟仿真研究提供理论指导。2.针对航空Al7050合金的铣削加工性能研究,首先将铣削力、加工表面形貌、铣削温度和表面粗糙度作为铣削加工性能研究指标,依据单因素铣削试验结果探究了各研究指标随铣削参数的变化趋势,并验证了优化后的JC本构方程可适用于铣削加工。依据正交试验数据分别构建了铣削力、铣削温度和表面粗糙度的经验预测模型,并对不同经验预测模型的显著性进行检验和分析。3.探究航空Al7050合金铣削变形机理,首先基于JC本构方程对航空Al7050合金进行了三维铣削有限元仿真加工,依据结果分析了不同转速下航空Al7050合金的温度场、应变、应变率及应力场分布规律。然后设置正交铣削加工变形试验,探究了铣削加工Al7050合金时沿不同测量方向上变形量的变化趋势,以及各铣削加工参数、不同冷却方式对变形量的影响。4.为实现高效率、高质量的切削加工要求,本文将加工效率和加工表面质量作为优化目标,然后按照加工工艺要求设定约束条件,并对铣削加工参数进行优化,获得了满足粗加工和精加工要求下的最优铣削参数组合,最后以表面粗糙度为评价指标,通过铣削试验验证了最优参数组合的适用性。