淬硬鋼模具典型型面銑削過程有限元仿真.pdf

1、汽車工業(yè)的迅速發(fā)展對汽車覆蓋件模具產(chǎn)生了巨大需求，拐角和曲面是汽車覆蓋件模具上兩個典型的型面，但其在加工過程中切削載荷波動大，對機床、刀具及加工后的表面質(zhì)量均會造成不良影響，研究這兩個型面特征加工中切削載荷具有實際意義。然而，模具加工中銑削力的研究多憑借經(jīng)驗或?qū)嶒灥氖侄?，具有一定耗時性和盲目性。隨著有限元技術(shù)在切削加工過程研究中應(yīng)用日趨成熟和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，切削過程有限元仿真模擬的精度逐步提高，其經(jīng)濟性和高效性使該技術(shù)成為研究金屬

2、切削過程中一個重要的研究手段。
　　本文基于有限元仿真軟件 DEFORM-3D，采用數(shù)值模擬方法，結(jié)合材料本構(gòu)模型、刀-屑接觸摩擦模型、分離準(zhǔn)則等有限元關(guān)鍵技術(shù)建立球頭銑刀銑削淬硬鋼Cr12MoV三維有限元仿真熱力耦合模型。在刀具運動軌跡控制中，利用刀具位置坐標(biāo)與時間的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)曲線運動軌跡的加載，結(jié)合網(wǎng)格技術(shù)和合理的迭代算法保證模擬計算結(jié)果的收斂性，從而實現(xiàn)了刀具路徑為曲線時硬態(tài)銑削過程的有限元仿真模擬。
　　以直角拐角

3、型面和凸曲面型面為工件模型，建立了球頭銑刀直角拐角銑削過程三維有限元仿真模型和凸曲面銑削過程三維有限元仿真模型。利用數(shù)值模擬手段研究了直角拐角和凸曲面銑削過程中銑削力的特點和不同主軸轉(zhuǎn)速下及每齒進給量下銑削力的變化規(guī)律。
　　由于有限元仿真模擬是在理想條件下進行、模型計算量較大及刀具運動復(fù)雜等原因，仿真模擬結(jié)果存在誤差，針對上述兩種型面特征，設(shè)計和進行了與仿真模型切削參數(shù)對應(yīng)的銑削實驗，分析銑削力測量值和仿真值的誤差。本文實現(xiàn)了銑