基于deform的铝合金切削力仿真与试验

《基于deform的铝合金切削力仿真与试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、２０１６年第５０卷Ｎｏ．１８７基于ＤＥＦＯＲＭ的铝合金切削力仿真与试验周春雷常州工程职业技术学院摘要：基于ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ分析铝合金６０６１的切削过程，并将仿真结果与试验结果相比较，结果表明：仿真结果与试验结果之间的误差较小，仿真结果较为准确地预测实际切削加工过程中的切削力大小；切削过程中背吃刀量、进给量、切削速度均会引起切削力的变化，但影响程度不同，背吃刀量最大，切削速度最小；最大应力分布在第一变形区及刀尖周围，且应力沿着刀尖及工件两侧逐渐减小；最大温度在距切削刃有一定距离的切屑上。关键词：ＤＥＦＯＲＭ；切削仿真；应力；温度中图分类号：ＴＧ１１１．７；ＴＨ１６４

2、文献标志码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＣｕｔｔｉｎｇＦｏｒｃｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢａｓｅｄｏｎＤＥＦＯＲＭＺｈｏｕＣｈｕｎｌｅｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ６０６１ｂａｓｅｄｏｎＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｓ

3、ｖｅｒｙｓｍａｌｌ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅｏｆａｃｔｕａｌｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；ｄｅｐｔｈｏｆｃｕｔ，ｆｅｅｄｒａｔｅ，ｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄａｌｌｗｉｌｌｃａｕｓｅａｃｈａｎｇｅｉｎｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇ，Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｄｅｐｔｈｏｆｃｕｔｂｉｇｇｅｓｔ，ｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｍｉｎｉｍｕｍ；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔ

4、ｈｅｆｉｒｓｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｔｏｏｌｔｉｐａｒｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓａｌｏｎｇｔｈｅｔｉｐａｎｄｓｉｄｅｓｏｆａｗｏｒｋｐｉｅｃｅ；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｃｈｉｐｆｒｏｍｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｅｄｇｅｈａｓａｃｅｒｔａｉｎｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＥＦＯＲＭ；ｃｕｔｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｔｒｅｓｓ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ据，借助三维建模软件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ完成刀具和工件!引言的建模，然后进入ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ软件Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ数值模拟在金属切削加工领域

5、中的应用越来越［Ｃｕｔｔｉｎｇ］模块导入模型，其中刀具材料选择ＷＣ基［１］广泛。６０６１高强铝合金由于质轻且具有较好的硬质合金，工件材料选择铝合金６０６１，材料属性如［２］力学性能而成为汽车减重技术的重要支撑材料。表１所示。对于铝合金切削的研究，直接进行切削试验花费较大。为了真实反映切削过程中各个参数对切削模型［３］的影响规律，并适当降低成本，本文基于ＤＥＦＯＲＭ软件，以铝合金６０６１车削过程为研究对象，主要研究了切削过程中主切削力的影响因素、工件应力分布及温度分布，进行切削试验并将试验数据（ａ）车削加工（ｂ）分析实例与仿真结果对比，以期获得一种较为快捷高效的切图

6、１车削加工模拟示意图削力仿真预测方法，进而指导实际加工过程。由于高速切削过程中工件与刀具将产生较大的切削变形并产生切削热，建立模型同时考虑了切削"建模及参数设置温度和应变速率对切削过程的影响，模型采用Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ本构方程对工件材料的流动应力进行建"#!建模［４］模，其表达式为为减小计算时间，选取车削过程中的一部分作δｍ为分析对象，并假设工件为平面，车削模拟示意图如ｎＴ－Ｔ０σ＝（Ａ＋Ｂε）(１＋Ｃｌｎδ)[１－(Ｔ－Ｔ)]（１）０１０图１所示。模拟分析结果的准确性很大程度上受刀式中，σ为工件材料的流动应力；ε为工件材料的塑具、工件几何形状的影响，为

7、得到较为精确的分析数性应变；δ为工件材料的应变率；δ０为参考应变率３－１（一般取１０ｓ）；ｍ、ｎ为材料热软化系数和硬化系收稿日期：２０１５年９月数；Ｔ、Ｔ０、Ｔ１分别为材料变形温度、室温和材料熔８８工具技术点，室温一般取２９８Ｋ。Ａ为材料屈服轻度，Ｂ为硬由图２可知，不同切削速度下，随着切削的进行主切［５］化模量，Ｃ为应变率敏感性系数，根据参考文献确削力迅速增加，刀具刚切入工件时，工件材料会产生定铝合金６０６１材料的Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ强度模型中的弹性变形，继而发生塑性变形，切削力迅速上升；当参数分别为：Ａ＝２０５．７８、Ｂ＝１３０．５９、Ｃ＝０．０１５、