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《超精密车削加工有限元仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2010年8月机床与液压Aug12010第38卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol138No115DOI:10.3969/j1issn11001-3881120101151023超精密车削加工有限元仿真研究陈俊云,罗健,赵清亮(哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:为研究不同的切削加工参数对超精密车削加工的切削力、切削温度、切削应力等的影响,用有限元法对金刚石车削过程进行三维仿真,得到在不同切削参数下车削铝合金时的切削力、切削温度、切削应力的变化,以及切削区的微观应力的分布状态。仿真结果表明:刀具所受到的主切削力明显大于其余两个方向的力;当切屑
2、和母体发生分离的时候,切削力会突然降低;工件上应力最大的部分是和前刀面相对的部分;切削温度较低,最高为30℃。根据仿真结果可对切削参数进行优化。关键词:超精密;有限元仿真;Deform23D;车削中图分类号:TH14017文献标识码:A文章编号: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,在精度等级上代表了发展的最高阶形、材料特性和研究对象内部以及与周围环境之间的段。由于金刚石硬度高、耐磨性强、导热性优越,金相互作用有机结合的过程。几何外形就是刀具和工件刚石刀具的刃口可以非常锋利,刃口半径可以达到几何形状的转换与简化;材料特性就是工件材料在高0105μm甚至更小。有限元方法作为一种计算机仿真温、高应变率和大应变状态下的力学性能;被研究对技
6、术与求解方法,已经被广泛应用于科学研究的各个象内部以及与周围环境之间的相互作用主要是指热量领域。有限元方法用于超精密车削过程的仿真,可以在工件与刀具之间,工件、刀具和周围环境之间的转对切削力和工件表面质量等进行预测。近年来,有限移,变形功与热量之间的转化关系,工件与刀具之间元方法与其他技术相结合取得了较大进展,如自适应的摩擦作用等。下面就模型建立过程中的几个关键问网格划分、三维场建模求解、耦合问题和开域问题题进行了论述。等。采用有限元方法分析超精密车削加工过程,不仅111金刚石刀具的几何模型有利于对超精密车削机理的理解,而且也是优化加工由于金刚石的脆性,在保证获得较小的表面粗糙参数的有
7、利工具。与直接实验法相比,该法费用低、度的前提下,为增加刀刃的强度,应采用较大的刀具耗时短,在考虑多因素时其优势尤为显著。楔角β,故刀具的后角和前角都取得较小。增大金刚作者在前人研究的基础上,借助于Deform23D有石刀具的后角α,可减少刀具后面和加工表面的摩限元仿真软件,得到了在一定切削参数下超精密车削擦,减少表面粗糙度。曾有试验,后角增大到15°,的切削力、切削温度、工件应力等。加工表面质量有明显提高。但是为了保证刀刃的强1有限元模型的建
