基于ALE方法的二维超声振动切削仿真.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42016年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2016文章编号：1001—2265(2016)04—0072—04DOI：10．13462／j．cnki．rnmtamt．2016．04．020基于ALE方法的二维超声振动切削仿真冰宗昌生，郑华林，蒲新明(西南石油大学机电工程学院，成都610500)摘要：文章应用任意拉格朗日方法(ALE)建立超声椭圆振动切削有限元模型，模拟超声振动对切削加工的影响。同时还对钝圆半径对切削温度和残余应力的影响

2、进行模拟研究。从结果可以看出：工件瞬时最高温度随着振动频率的增加先减小后增大，增大速率比减小速率快；振动频率只影响残余应力值大小，对应力层厚度影响较小；随着钝圆半径的增加，残余压应力层厚度基本不变，而拉应力层厚度减小，最大拉应力也随之减小。关键词：ALE；椭圆振动；振动频率中图分类号：TH166：TG659文献标识码：ATWO．dimensiOilalUltrasonicVibrationCuttingSimulationBasedontheALEMethodZ0NGChang—sheng．ZHENGHua—lin．PUXin—ming(School

3、ofMechanicalandElectricalEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：Thisarticle，usingtheArbitraryLagrangian—Eulerianmethod，developsthefiniteelementmodelofultrasonicellipticalvibrationcutting，tosimulatingtheeffectofultrasonicvibrationoncutting．Meanwhil

4、estudytheinfluenceoftheroundradiusonthecuttingtemperatureandtheresidualstress．Wecanconcludefromtheresultsthattheinstantaneousmaximumtemperatureoftheworkpieceincreaseswiththeincreaseofvibrationfrequencyincreasewiththedecreaseofthefirst．increasefasterratethantherateofdecrease．The

5、Vibrationfrequencyaffectsonlythesizeoftheresidualstressvalue，lessinfluencethestresslayerthickness；Thethicknessoftheresidualcomprehensivestressremainconstantswiththeincreaseoftheroundradius．tensilestressinthelayerthicknessdecreases．themaximumtensilestressiSreduced．Keywords：arbit

6、rarylagrangian—eulerianmethod；ellipticalvibration；vibration~equency利于实现TC4钛合金的高精度加工j。0引言以往大多数研究假设刀具是锋利的，忽略了钝钛合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，圆半径的影响。最近几年把钝圆半径大小考虑其在汽车发动机系统中有着广泛应用，能够提高发动机中，对有限元模拟切削加工进行了有效延伸。Kai转速和输出功率。但是其硬度高、导热系数小、切削温Yang对微铣削过程进行模拟加工，得出随着钝圆半度高，属于典型的难加工材料。超声椭圆振动加工是径的增加切削力降低，

7、等效应力和温度小幅度降低，一种新型加工技术，该技术由日本学者Moriwaki和并证明钝圆半径对微切削温度分布有重要影响-o。Shamoto提出，通过超声振动系统在两个方向同时施K．c．Ee在不使用切削分离准则条件下，分析了钝圆加振动，使得刀具切削刃在切削加工中产生类似椭圆半径对残余应力的影响。ZhangXinquan分析了钝轨迹的振动。与传统切削加工相比，它具有切削力小、圆半径对椭圆振动过程表面形成过程影响，得出随表面精度高、延长刀具寿命等优点。Maetal发现椭圆振动技术中吃刀抗力与传统的切削加工相比降低了着钝圆半径的增加，切削方向表面粗糙度降低。

8、1／50，而且加工表面的形状误差可以达20am，而且但并不是钝圆半径越大越好，钝圆半径对温度和残椭圆振动加工