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《超精密車削加工有限元仿真研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、2010年8月機(jī)床與液壓Aug12010第38卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol138No115DOI:10.3969/j1issn11001-3881120101151023超精密車削加工有限元仿真研究陳俊云,羅健,趙清亮(哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院,黑龍江哈爾濱150001)摘要:為研究不同的切削加工參數(shù)對超精密車削加工的切削力、切削溫度、切削應(yīng)力等的影響,用有限元法對金剛石車削過程進(jìn)行三維仿真,得到在不同切削參數(shù)下車削鋁合金時的切削力、切削溫度、切削應(yīng)力的變化,以及切削區(qū)的微觀應(yīng)力的分布狀態(tài)。仿真結(jié)果表明:刀具所受到的主切削力明顯大于其余兩個方向的力;當(dāng)切屑
2、和母體發(fā)生分離的時候,切削力會突然降低;工件上應(yīng)力最大的部分是和前刀面相對的部分;切削溫度較低,最高為30℃。根據(jù)仿真結(jié)果可對切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。關(guān)鍵詞:超精密;有限元仿真;Deform23D;車削中圖分類號:TH14017文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-3881(2010)15-070-3FEMSimulationofUltra2precisionTurningCHENJunyun,LUOJian,ZHAOQingliang(SchoolofMechatronicsEngineering,HarbinInstituteofTechnology,HarbinHeilongjiang15
3、0001,China)Abstract:Tostudytheinfluenceofdifferentcuttingparametersoncuttingforce,temperatureandstressinultraprecisioncuttingprocess,thefinite2elementmethodwasusedtosimulatethe3Ddiamondcuttingprocess.Thevarietiesofcuttingforce,temperature,stressandmicro2stressdistributionwereobtainedunderdiffere
4、ntcuttingparametersincuttinganaluminumalloy.Thesimulationre2sultsindicatethatthemaincuttingforceappliedinthetoolisbiggerthantheforcesinotherdirections,thecuttingforcewilldecreasesuddenlywhenthechipleavesthebase,theoppositeofrakefaceonworkpiecehasthebiggeststressandthecuttingtemperatureislowertha
5、n30°C.Theresultscanbeusedtooptimizethecuttingparameters.Keywords:Ultra2precision;FEMsimulation;Deform23D;Turning超精密加工,在精度等級上代表了發(fā)展的最高階形、材料特性和研究對象內(nèi)部以及與周圍環(huán)境之間的段。由于金剛石硬度高、耐磨性強(qiáng)、導(dǎo)熱性優(yōu)越,金相互作用有機(jī)結(jié)合的過程。幾何外形就是刀具和工件剛石刀具的刃口可以非常鋒利,刃口半徑可以達(dá)到幾何形狀的轉(zhuǎn)換與簡化;材料特性就是工件材料在高0105μm甚至更小。有限元方法作為一種計(jì)算機(jī)仿真溫、高應(yīng)變率和大應(yīng)變狀態(tài)下的力學(xué)性能;被研究對技
6、術(shù)與求解方法,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究的各個象內(nèi)部以及與周圍環(huán)境之間的相互作用主要是指熱量領(lǐng)域。有限元方法用于超精密車削過程的仿真,可以在工件與刀具之間,工件、刀具和周圍環(huán)境之間的轉(zhuǎn)對切削力和工件表面質(zhì)量等進(jìn)行預(yù)測。近年來,有限移,變形功與熱量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,工件與刀具之間元方法與其他技術(shù)相結(jié)合取得了較大進(jìn)展,如自適應(yīng)的摩擦作用等。下面就模型建立過程中的幾個關(guān)鍵問網(wǎng)格劃分、三維場建模求解、耦合問題和開域問題題進(jìn)行了論述。等。采用有限元方法分析超精密車削加工過程,不僅111金剛石刀具的幾何模型有利于對超精密車削機(jī)理的理解,而且也是優(yōu)化加工由于金剛石的脆性,在保證獲得較小的表面粗糙參數(shù)的有
7、利工具。與直接實(shí)驗(yàn)法相比,該法費(fèi)用低、度的前提下,為增加刀刃的強(qiáng)度,應(yīng)采用較大的刀具耗時短,在考慮多因素時其優(yōu)勢尤為顯著。楔角β,故刀具的后角和前角都取得較小。增大金剛作者在前人研究的基礎(chǔ)上,借助于Deform23D有石刀具的后角α,可減少刀具后面和加工表面的摩限元仿真軟件,得到了在一定切削參數(shù)下超精密車削擦,減少表面粗糙度。曾有試驗(yàn),后角增大到15°,的切削力、切削溫度、工件應(yīng)力等。加工表面質(zhì)量有明顯提高。但是為了保證刀刃的強(qiáng)1有限元模型的建
