基于DEFORM-3D的铝合金铣削力仿真与试验研究.pdf

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1、第4期机械设计与制造2013年4月MachineryDesign&Manufacture85基于DEFORM一3D的铝合金铣削力仿真与试验研究夏亮亮，袁军堂，汪振华，翁健光(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：铣削力是引起零件特别是薄壁件加工变形的主要原因，因此研究铣削力的预测方法对制订加工工艺，减小k_-r_变形，提高加工质量具有十分重要的意义。利用DEFORM一3D的铣削模块，实现对7075航空铝合金材料的铣削过程仿真，并将仿真得到的铣削力与试验数据相比较，结果表明，仿真预测值同实测值之间的误差在20％以内。有较好的符合程

2、度，基本能满足铣削力的预测要求。在F(20～100)m／rain范围内，切深增加1倍时，切削力最小增加0．8倍；进给量增加J倍时，切削力最大增加0．75倍关键词：DEFORM；铝合金；铣削力；切削仿真中图分类号：TH16；TG54文献标识码：A文章编号：100I一3997(20l3)04—0085—03SimulationandTestResearchofMillingForceBasedonSoftwareDeform——3DXIALiang—liang．YUANJun-tang，WANGZhen—hua，WEN(；Jian-guang(Sc

3、hoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandrechnology，JiangsuNanjing210094，China)Abstract：Thedeflectionofpartandespeciallythethin-walledpartismainlyinducedbycuttingforce．Theresearch()／the"2ethodofpredictingcuttingforceshasthever3,importantmeaningfordeterminingm

4、anufacturingprocess．reducingmachiningdeformationandimproyingthemachiningquality．NowitwillmakeuseoftheDEFORM-3Dmillingmoduletosimulatetheprocessofthethree-dimensionalmillinginthewayofrotatinged．Acomparisonismadebetweensimulatedresultswithmeasuredresultstondthattheer，_门riswith

5、in20％，r／ar／~ely，￡^esimulatedresultsagreewellwiththemeasureddata，basicallysatisfyingtherequirementsfopredictingcuttingforces。WithcuttingvelocityrangefromV~．=(20~lO0)m／min，thecuttingforcewillincreasein0．8．foldatleastwhendepthofcutincreasein1fold；thecuttingforcewillincreasein0．

6、75fl1ldatmostwhenthefeedrateincreasesin,1fold．KeyWords：DEFORM；AluminumAlloy；MillingForce；CuttingSimulation3D有限元软件的Milling模块，建立切削刃简化模型，对7050铝I引言合金材料进行铣削加lT过程仿真研究，将仿真得到的铣削力j试航空航天铝合金薄壁框架类零件在加1-中极易产生弯曲、验数据，以及不同工艺参数下的铣削力变化规律与切削理论进f翘曲等加]一变形．难以控制。切削力是引起加_T变形的重要原因，对比，以期获得一种有效的铣削力仿真预

7、测方法。减小切削力可以有效减小此类构件的加工变形。因此，开展有关2铣削仿真有限元模型的建立铣削力数值预测的研究，对于提高薄壁框架类工件的加工精度、质量稳定性和加丁效率具有重要的意义。传统研究方法中对切削2。1工件材料属性力的预测多采用解析法和试验法，需要以大量的试验为基础实现7075铝合金属Al—zn—Mg—cu系超硬合金，是在航空工业上得到广泛应用的超高强度变形铝合金，其抗拉强度为524MPa，屈切削力系数的辨识。随着计算机技术的发展，近年来有限元数值服强度为462MPa，弹性模量为71GPa，伸长率为11％．密度为模拟的方法在切削力建模与预

8、测的研究中得到广泛应用，成为研2810kg．m，具有良好的机械性能，易于加工。究材料切削机理和优化工艺参数的有效方法。为简化铣削仿真的2_2工件材料本