基于DEFORM 3D的ADI切削力有限元仿真.pdf

《基于DEFORM 3D的ADI切削力有限元仿真.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、第2期机械设计与制造2013年2月MachineryDesign&Manufacture35基于DEFORM3D的ADI切削力有限元仿真徐青山，郭旭红，万东东(苏州大学机电工程学院，江苏苏州215021)摘要：为更好的研究金属材料的切削加工过程，以DEFORM3D软件为平台，利用有限元法对等温淬火球墨铸铁的切削进行了建模与仿真，分析得到了切削速度、切削深度、进给量对切削力的影响规律。通过有限元法计算刀具的切削力，得出了切削力分别在不同切削深度和不同进给量下的变化规律，并以试验数据为基础，将仿真数据和传统经验公式的计算数据进行对比与分析。研究结果表明，影响切削力的主要因素

2、是切削深度，其次是进给量，影响最小的是切削速度。关键词：DEFORM3D；ADI；切削力；有限元法中图分类号：TH16；TG51文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)02—0035—04SimulationofADICuttingForceBasedonDeform3DXUQing-shan，GUOXu-hong，WANDong-dong(FacuhyofMechanicalandElectricEngineering，SoochowUniversity，JiangsuSuzhou215021，China)Abstract：Inordertoresear

3、chthecuttingprocessofmetalmaterial，usingDEFORM3Dsoftwareasaplatform，throughthefiniteelementmethodonmodelingandsimulationtothecuttingofAustemperedDuctileIron，theinfluencerulesofcuttingspeed，cuttingdepth，feedrateoncuttingforcewasgotwithanalysis．ThroughtheFEMtocaleulatethecuttingforceonthet

4、ool，thevariationofcuttingforcewasconcludedunderthedifferentcuttingdepthandfeedrate，andbasedonthecalculateddata．thesimulationdataandthecalculatingdatacomparedandanalyzedbasedonthetraditionalexperienceformulcaTheresultsofresearchshowthat，themainfactorq(fectingthecuttingforceisdepthofcut，fo

5、llowedbythefeedrate，andthecuttingspeedistheminimumimpact．KeyWords：DEFORM3D；ADI；CuttingForce；FEM1引言具磨损和工艺系统变形，影响加工精度和表面质量。等温淬火球墨铸铁(AustemperedDuctileIron，以下简称2DEFORM3D切削仿真ADD是球墨铸铁经过等温淬火热处理后得到的一组机械性能范2．1有限元模型的基本参数围很宽的高级铸铁。ADI具有强度高，韧性好，耐低温，抗磨损，吸为了研究不同的切削速度下刀具的切削力的影响，采用4震和降噪声性能好，综合性能优良，密度和抗拉

6、强度的比值低以组不同的切削速度进行切削模拟目，其切削用量、进给量以及WC及生产成本低、经济效益等众多独特的优点。ADI是一种在球墨硬质合金刀具参数，如表1所示。等温淬火球墨铸铁(ADI)的基铸铁的运用基础上发展起来的值得大力推广的优良工程材料。由本物理力学性能参数，如表2所示。于ADI的高强度、高硬度和高韧性的确使其在机加工时切削刀2_2切削模型的建立口受到更高的应力，对机加工造成一定困难。因此，对ADI进DEFORM3D是一个在集成环境内综合对建模、成形、热传行切削过程有限元仿真计算，可以减少实际试验过程中的成本，导和成形设备特性进行模拟的有限元仿真分析软件，它主要包

7、也为实际的机加工提供一定的理论依据。括三个部分：预处理、仿真和后处理。DEFORM3D软件图形界面既强大又灵活，为用户准备输入试验采用经过等温淬火处理的ADI，该材料属于难切削材数据和观察结果数据提供了有效的工具，并且其计算精度和结果料。但是切削过程却是相似的，工件在受到刀具的切削力时首先可靠性被国际成形模拟领域公认为第一。采用DEFORM3D软件是弹性变形，当切削力达到一定数值时工件就会发生塑性变形，对ADI的切削过程进行仿真，得出了刀片在不同切削深度下的在塑性变形时国际上通常采用Johnson—Cook本构模型计算工切削力分布情况。‘