论文部分内容阅读
高速切削(HSM或HSC)是未来金属切削加工的发展趋势,多年来,国内外在高速切削机理与应用方面都做了大量的研究工作,积累了一些经验。高速切削过程相比传统切削要复杂得多,目前对高速切削还没有形成一套成熟的系统理论,对于高速切削机理还需要作进一步的深入研究。本文主要运用有限元模拟方法来对高速铣削加工进行研究,针对不同刀具参数和切削用量进行切削加工过程的模拟,通过对模拟结果的总结分析,来得出高速切削加工参数优化选择的依据。有限元法是目前广泛应用的一种数值模拟方法,可以分析各种复杂的工程问题。本文在材料塑性变形理论、金属材料屈服准则、屈服强度等理论的基础上,利用刚塑性有限元法去建立高速铣削的有限元模型。对于采用DEFORM-3D进行高速切削有限元模拟可行性的问题,本文结合高温合金Incone1718的高速切削试验,进行了实际加工与有限元模拟的对比分析。发现相比实际切削,模拟值在数值上与实际切削有一定的误差,但是在总体规律上却保持较高的一致,可见可以采用该模拟方法进行高速切削加工的数值模拟和规律性研究。本文依据普通外圆车刀几何参数,在三维建模软件PRO/E里建立简化的高速铣削加工几何模型,并对高速铣削加工有限元模拟的模拟条件进行设定,以高速切削时的切削力、切削温度和已加工表面层残余应力为研究对象,利用单因素试验方法进行一系列模拟切削。主要内容有:1.以刀具前角或副偏角为变量进行高速铣削模拟加工,分析刀具前角、副偏角对切削力、切削温度和已加工表面层残余应力的影响。2.以切削用量(切削速度、切削深度、进给量)中的单一因素为变量进行模拟铣削加工,分析切削用量对切削力、切削温度和已加工表面层残余应力的影响。本文通过对大量的铣削加工有限元模拟结果的综合分析研究,得出了高速切削加工切削参数对高速切削加工过程和已加工表面质量的影响规律。