数控高速铣齿加工过程的有限元法仿真研究.pdf

《数控高速铣齿加工过程的有限元法仿真研究.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、2010年第2期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)02—0005—04数控高速铣齿加工过程的有限元法仿真研究姜孟鹏，黄筱调(南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)摘要：在预先获得工件材料特性参数的基础上，并根据铣削加工的特点，利用有限元软件Deform3D建立了铣削加工齿轮的有限元模型，基于此模型对高速铣齿加工过程中的切削力和温度进行了有限元模拟。通过铣削力试验测得了相同加工条件下的铣削力值，与仿真结果相差较小，证明了所建有限元模型的正确性，也表明了采用此模型进行的温度的模

2、拟结果是可信的。铣齿加工过程的有限元仿真研究为下一步铣齿加工精度的提高奠定了基础。关键词：Deform3D；高速铣齿；有限元法；仿真中图分类号：TG502．13文献标识码：AStudyofNCHigh-speedGearMillingProcessSimulationbyFiniteElementMethodJIANGMeng-peng，HUANGXiao-diao(CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，N

3、anjing210009，China)Abstract：Basedonthepreviouslyobtainedmaterialcharacteristicparametersoftheworkpieceandaccordingtothetraitofthemillingmachining，af'miteelementmodelofthemillingwasestablishedusingFEAsoftwareDeform3D．Thecuttingforceandcuttingtemperaturewer

4、esimulatedbasedonthemodelduringhigh-speedmillingprocess．AmillingforceexperimentWascarriedout，andagoodagreementbetweensimulationandexoperimentaldatawasachieved．Theresultthatprovesthatthepresentedf'miteelementmodelpresentedinthispaperiscorrect，andtemperatur

5、eisalsopredictedwithacceptableaccuracy．Thestudyhaslaidabaseforma-terialprocessparameteroptimizationandadvanceofthemachiningprecision．Keywords：deform3D；high-speedgearmilling；finiteelementmethod；simulation本文基于金属塑性成形有限元软件Deform3D，利0引言用有限元法对直径400mm的复杂可转位成形铣刀高

6、齿轮的加工精度是齿轮研究中最为关注的问题，速铣削加工齿轮的过程进行三维仿真研究。通过仿真影响齿轮高速加工的因素很多。近年来，国内外众多分析，可以获得切削过程中某一时刻的铣削力、温度分学者从试验和解析求解等方面对高速切削进行了研布、刀片磨损量等重要数据。最后通过切削力试验，究。但高速切削是一个包含众多影响因素及耦合验证了切削力仿真数据与试验数据的误差在合理范围现象的复杂过程，如果单纯依靠试验手段，不但耗时费内，证明了所建有限元模型的正确性。力，增加生产成本，而且加工过程中的变形、温度、刀具1切削过程有限元模

7、型的建立磨损等也很难准确实时获知。近年来，随着计算机技术及其硬件的迅猛发展，有限元法的应用已经日趋完有限元模型的建立就是将刀具和工件的几何外形、材料特性和它们内部与外界环境之间的相互作用善，在与其他技术相结合方面也取得了较大进展。有机结合的过程。在预先获得工件材料的特性参数采用有限元法研究高速铣齿加工过程不仅有利于对切和切削参数的基础上，进入Deform3D前处理界面，建削原理的理解，而且也是切削工艺参数优化，进而提高立有限元分析模型。齿轮加工精度的有利工具。有限元法弥补了试验研究方式的缺陷，成为研究高速

8、切削加工的有效方法。收稿日期：2009—08一l0基金项目：江苏省自然科学基金(BK2008374)；江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室高技术项目(BM2007201)；南京市科技计划项目(200602095)；江苏高校科研成果产业化推进项目(JH07—013)作者简介：姜孟鹏(1983一)，男，山东茌平人，南京工业大学机械与动力工程学院硕士研究生，研究方向为极坐标数控铣齿机铣齿精度研究．(E—mail)jmp3344