凸曲面拼接模具銑削過程有限元仿真研究.pdf

1、汽車制造業(yè)飛速發(fā)展使得汽車普及到大眾人群中，同時(shí)人們對汽車外觀的要求也越來越高。汽車制造企業(yè)每年都會(huì)推出大量以美化外觀為目的的新車型，在應(yīng)對基礎(chǔ)裝備模具復(fù)雜表面凸曲面、凹曲面、多硬度拼接、溝槽、拐角時(shí)保證表面質(zhì)量面臨更大挑戰(zhàn)。凸曲面多硬度拼接面是汽車覆蓋件典型型面，在加工過程中由于材料硬度高、多硬度拼接等表面特征導(dǎo)致在拼接過縫處刀具載荷極不穩(wěn)定刀具極易磨損，過縫處銑削力的突變對已加工表面質(zhì)量造成影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用有限元軟件

2、來模擬切削加工成為了一種重要的輔助方法。
　　首先，針對球頭銑刀銑削凸曲面建立刀具位姿系統(tǒng)，闡述了刀-工接觸關(guān)系和切削層參數(shù)的特點(diǎn)，以及凸曲面曲率和前傾角對銑削過程中銑削力的影響機(jī)理，分析結(jié)果為凸曲面多硬度拼接銑削過程中銑削力的分析提供理論基礎(chǔ)。使用仿真手段初步模擬了前傾角和曲率對銑削過程銑削力的影響。
　　然后，本文基于大型有限元仿真軟件ABAQUS/CAE6.14，通過準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)、霍普金森壓桿試驗(yàn)擬合出的本構(gòu)參數(shù)輸入軟件

3、,結(jié)合有限元仿真關(guān)鍵技術(shù)建立了凸曲面多硬度拼接銑削過程三維有限元模型。在刀具復(fù)雜軌跡設(shè)置中，提出以幅值曲線來定義三維自由曲線軌跡。球頭銑刀切削刃的網(wǎng)格局部細(xì)化、合適的迭代分析算法都是保證銑削過程模擬計(jì)算收斂的充分條件。對模型后處理，得到了凸曲面拼接模具銑削過程的應(yīng)力場分布，并對上坡下坡拼接過縫處切削熱的溫度三維場進(jìn)行分析。最后，在不同銑削參數(shù)下對凸曲面不同硬度拼接過縫處的銑削力突變影響進(jìn)行仿真模擬。
　　最后，在立式四軸加工中心上