基于整体刀具的铣削加工温度有限元分析.pdf

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1、2014年11月机床与液压NOV．2014第42卷第21期MACHINET0OL&HYDRAULICSV01．42No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．21．033基于整体刀具的铣削加工温度有限元分析侯军明，汪木兰，王保升，冯勇，李警仁(1．南京工程学院工业中心，江苏南京211167；2．先进数控技术江苏省高校重点建设实验室，江苏南京211167)摘要：在对金属切削的热力学以及热传导过程进行理论分析的基础上，基于整体刀具建立了铝合金薄壁件铣削加工的三维有限元模型。改变切削深度、切削速度以及进给率等工艺参数，分析了铣削工艺参数对温度的影响。

2、仿真结果表明：切削深度对铣削温度影响最大，切削速度和进给率对铣削温度的影响相对较小。将仿真结果与试验测量结果进行对比分析，仿真结果温度值略高于试验结果，但总体变化趋势和规律基本一致。关键词：薄壁零件；铣削加工；切削温度；有限元仿真中图分类号：TG501文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)21—125—4MillingTemperatureAnalysisBasedonSolidCutterbyFEMHOUJunming’，WANGMulan，WANGBaosheng，FENGYong，LIJingren(1．IndustrialCenter，NanjingIn

3、stituteofTechnology，NanjingJiangsu211167，China；2．JiangsuKeyLaboratoryofAdvancedNumericalControlTechnology，NanjingJiangsu211167，China)Abstract：Thethree—dimensional(3-D)finiteelementmodel(FEM)basedonasolidcutterformillingofAluminumalloythin—walledworkpiecewasestablishedbasedonthetheoreticalana

4、lysisforthethermodynamicsandheattransferprocessinthemetalcut—ting．Theeffectontemperaturebymillingparameterswasanalyzedbychangingtheprocessparameters，suchasthecuttingdepth，thefeedspeedandthecuttingspeed．Thesimulationresultshowsthattheaxialcuttingdepthaffectedthetemperatureinmillingisthelar-ge

5、st，andtheeffectoffeedspeedandthecuttingspeedonmillingtemperatureissmaller．Byanalyzedwithcomparisontheresuhsfromsimulationandexperiment，thetemperatureofthesimulationisslightlyhigherthanthatoftheexperimentresult，buttheoveralltrendofthechangeandrulesarebasicallycoincidedwel1．Keywords：Thin—walle

6、dworkpiece；Milling；Cuttingtemperature；Finiteelementsimulation0前言PauloDAVIM等以AL7075铝合金为研究对象，用零件的加工制造中，目前90％以上的机械零件PCD和K410刀具对其切削加工过程进行了二维有限是通过切削加工制成⋯。切削加工尤其是高速加工由元仿真，对仿真结果的切削力、切削温度以及应力应于发展时间较短，较多仍然沿用普通切削理论。长时变等因素进行了比较分析。PradipMAJUMDAR、胡间加工中的切削热对于刀具的磨损、黏结以及工件的艳艳等建立了有限元基础上的计算模型对刀具和工表面质量等都有着较大影响

7、。所以切削加工中切削热件的温度分布进行研究，得出结论最大温度发生在刀的产生机制研究对于工艺参数的优化、冷却方式的选具和切屑的接触点，并随着切削速度的增加而升高。择、刀具的寿命和加工零件的精度和表面质量等有着DUMBRELLO等采用复合的拉格朗日一欧拉求解重要的理论和实践意义。方法和全局热传导系数对刀具工件的切削过程进行二采用试验方法测量温度常由于客观条件限制不能维有限元仿真，得到前刀面的温度和压力分布。汪木实现温度场的整体分析以及温度场的变化过程分析，兰等建立了三维单齿正交切削的有限元仿真模