淬硬钢模具典型型面铣削过程有限元仿真

发布时间：2017-12-19 06:17

  本文关键词：淬硬钢模具典型型面铣削过程有限元仿真

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【摘要】：汽车工业的迅速发展对汽车覆盖件模具产生了巨大需求，拐角和曲面是汽车覆盖件模具上两个典型的型面，但其在加工过程中切削载荷波动大，对机床、刀具及加工后的表面质量均会造成不良影响，研究这两个型面特征加工中切削载荷具有实际意义。然而，，模具加工中铣削力的研究多凭借经验或实验的手段，具有一定耗时性和盲目性。随着有限元技术在切削加工过程研究中应用日趋成熟和计算机技术的飞速发展，切削过程有限元仿真模拟的精度逐步提高，其经济性和高效性使该技术成为研究金属切削过程中一个重要的研究手段。 本文基于有限元仿真软件DEFORM-3D，采用数值模拟方法，结合材料本构模型、刀-屑接触摩擦模型、分离准则等有限元关键技术建立球头铣刀铣削淬硬钢Cr12MoV三维有限元仿真热力耦合模型。在刀具运动轨迹控制中，利用刀具位置坐标与时间的对应关系实现曲线运动轨迹的加载，结合网格技术和合理的迭代算法保证模拟计算结果的收敛性，从而实现了刀具路径为曲线时硬态铣削过程的有限元仿真模拟。 以直角拐角型面和凸曲面型面为工件模型，建立了球头铣刀直角拐角铣削过程三维有限元仿真模型和凸曲面铣削过程三维有限元仿真模型。利用数值模拟手段研究了直角拐角和凸曲面铣削过程中铣削力的特点和不同主轴转速下及每齿进给量下铣削力的变化规律。 由于有限元仿真模拟是在理想条件下进行、模型计算量较大及刀具运动复杂等原因，仿真模拟结果存在误差，针对上述两种型面特征，设计和进行了与仿真模型切削参数对应的铣削实验，分析铣削力测量值和仿真值的误差。本文实现了铣削过程中刀具路径为曲线运动时仿真模拟，研究结果可为复杂切削路径模拟和新刀具的开发提供有益参考和辅助支持。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54

【参考文献】

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本文编号：1307193