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时间:2020-03-24
《基于加工特征的铣削力预测研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、制造技术/工艺装备现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2014年第6期倡基于加工特征的铣削力预测研究赵凯,刘战强(山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南250061)摘要:航空发动机广泛采用钛合金薄壁结构,薄壁件在铣削加工过程中受铣削力的影响易于产生加工变形,影响加工质量。为减少加工变形,提高加工质量,需对铣削加工过程中的铣削力进行预测。为此,以Johnson-Cook本构方程为基础,考虑材料热力学动态性能和断裂准则对铣削力的影响,建立了基于加工特征
2、的钛合金Ti-6Al-4V铣削力预测模型。首先,利用UG/Open工具模块对UG软件进行二次开发,创建了零件加工特征知识库。然后,利用Deform-3D仿真软件对材料本构模型、切屑分离和切屑断裂准则等进行描述,建立钛合金Ti-6Al-4V铣削加工有限元模型,对铣削力进行预测。铣削力实验证明了预测模型的可行性。最后,利用建立的有限元模型研究了工件曲率半径对铣削力的影响。结果表明,圆弧内轮廓铣削过程中的铣削力较大,圆弧外轮廓铣削过程中的铣削力较小。关键词:铣削力;加工特征;本构方程;断裂准则;曲率变径
3、中图分类号:TG714;TG501.3;TG54文献标志码:A文章编号:1671—3133(2014)06—0086—07NumericalpredictionofmillingforcesbasedonmachiningfeatureZhaoKai,LiuZhanqiang(KeyLaboratoryofHigh-efficiencyandCleanMechanicalManufacture,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abstract:Thin-w
4、alledstructureswithtitaniumalloyarewidelyusedinaircraftengine.However,deflectioninducedbycuttingforcewillreducethefinishedpartaccuracyduetothelowerrigidyofthin-walledstructure.Theamountofcuttingforcemustbeaccuratelypredictedtoimprovethemachiningprecis
5、ionofthin-walledparts.AnumericalpredictionmodelformillingforceofTi-6Al-4VtitaniumalloyisdevelopedbasedontheJohnson-Cookconstitutiveequation,UGgeometricmodelingandDeform-3Dfi-niteelementsimulation.Theeffectsofthematerialpropertiesandfracturecriterionon
6、themillingforceareconsideredduringsim-ulationmodeling.Firstly,theknowledge-baseoffeaturesforaero-enginecomponentsiscreatedbyUGsoftware.Then,thefiniteel-ementmodelofmillingprocessisestablishedbymodelingthematerialconstitutiverelationship,chipfracturean
7、dmaterialsepara-tioncriteria.Themachiningexperimentsareconductedtovalidatethefeasibilityoftheproposedsimulationmodel.Lastly,anim-pactoftheworkpieceradiusofcurvatureonmillingforceisresearchedwiththedevelopedfiniteelementmodel.Theresultsshowthatthemaxim
8、ummillingforcewillbegeneratedduringmachiningtheinnercontour,whiletheminimummillingforcewillbegeneratedduringmachiningtheoutercontour.Keywords:millingforce;machiningfeature;constitutiveequation;fracturecriterion;radiusofcurvature响因素,提高钛合金Ti-6Al
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