Cr12MoV切削加工物理仿真与试验研究.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2014年第6期Crl2MoV切削加工物理仿真与试验研究付杰，王伏林(湖南大学机械与运载工程学院，长沙410082)摘要：利用ABAQUS软件对Crl2MoV冷作模具钢的车削过程进行有限元仿真，模拟了切屑从局部剪切失稳到断裂的过程，预测了刀具与工件的温度，以及已加工表面的残余应力。通过Pro／E软件建立了球头立铣刀的三维CAD模型，在此基础上建立了球头立铣刀铣削加工Crl2MoV冷作模具钢的物理仿真模型，预测了球头立铣刀S形切削刃上的温度分

2、布及切削力。在三轴数控加工中心上进行了球头立铣刀铣削凹圆弧工件的试验，并用KISTLER9257B测力仪测量了铣削力。仿真得到的铣削力与实验测量得到的铣削力数据误差在15％以内，证明了所建立的铣削仿真模型是正确的。关键词：有限元仿真；切削温度；球头立铣刀；Crl2MoV中图分类号：TG506．7文献标志码：A文章编号：l671—3l33(2014)06—o093—06Physicalsimulationandexperimentalresearchonthecuttingprocess0fCr12MOVFuJie，WangFulin

3、(DepartmentofMechanicalandVehicleEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：BasedonthefiniteelementsimulationoforthogonalturningprocessofCrl2MoVcoldworktoolsteel，theprocessfromlocalshearinstabilityofchiptofracturewasmodeled，thetemperatureoftoolandworkpie

4、cetogetherwiththeresidualstressofmachinedsurfacewerepredicted．TheCADmodelofballendmillwasbuiltthroughPro／Esoftware．Thephysicalsimulationmod-elofballendmillingprocessofCrl2MoVwasestablishedbasedontheCADmode1．T,hetemperatureandcuttingforceofthecut-tingedgewaspredicted．Th

5、emillingexperimentwasdoneinthree·axisnumericalcontrolcenterandtherealcuttingforcewasmeasuredusingtheKISTLER9257Bdynamometertovalidatethesimulationresult．Keywords：finiteelementsimulation；cuttingtemperature；ballendmill；Crl2MoV已加工表面残余应力的影响。采用预定义分离线的0引言方法实现切屑分离，但未考虑材料的损伤演化

6、，与实Crl2MoV冷作模具钢具有较高的淬透性、硬度及际切削过程有一定差异。文东辉等人模拟了多硬抗拉强度，且耐磨性强，抗回火性能好，被广泛应用于度拼接Cr12MoV淬硬钢球头铣削加工过程，获得了多承受较重工作负荷、形状复杂的各种模具及工具的制硬度拼接钢板的铣削力、铣削温度分布情况，研究结造。经淬火或低温去应力退火后Crl2MoV冷作模具果表明，多硬度拼接区的存在导致了断续铣削的加工钢硬度可达62HRC，在高速切削加工时容易造成刀具结果；但该作者所建立的铣削模型为二维正交模型，磨损。随着计算机性能的提高及有限元技术的发展，而球头铣刀为

7、螺旋槽刀具，其铣削加工属于斜角切可以采用数值模拟方法来研究难加工材料的切削机削；因此，该模型不能很好地反映实际情况。理，预测切削力、刀具及工件的温度分布，以及工件已切削加工过程伴随着大应变、高温和高应变率，加工表面残余应力等物理量。是一个典型的瞬态大变形高度非线性问题，涉及到弹Tang等人通过有限元方法模拟了CBN刀具干塑性力学、接触摩擦学和传热学等多个学科。切削Cr12MoV冷作模具钢的过程，预{贝4了切削速度及ABAQUS软件的显式求解器explicit适合用于高速动切削深度对工件和刀刃的温度场、剪切角，以及工件力学非线性问题的

8、分析与模拟，基于中心差分方法对湖南省自然科学基金资助项目(10JJ6079，14JJ7094)932014年第6期现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)时间进行积分求解显式运动方程，能处理复杂的接触