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基于ANSYS环境切削刃温度的有限元建模与多步反向仿真.pdf 全文免费在线阅读

发布时间:2016-11-26 11:16

  本文关键词:基于结合面的数控机床静动热态特性研究,由笔耕文化传播整理发布。


网友yixingmaob近日为您收集整理了关于基于ANSYS环境切削刃温度的有限元建模与多步反向仿真的文档,,希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍:第20卷第1期2013年2月兰州工业学院学报JournalofLanzhouInstituteofTechnologyVo1.20No.1Feb.2013文章编号:1009—2269(2013)01—0001一O6基于ANSYS环境切削刃温度的有限元建模与多步反向仿真唐林虎,窦琪东,高成秀,常文春,张军平(1.兰州工业学院机械工程系,甘肃兰州730050;2.上海西门子开关有限公司研发部,上海200245)摘要:使用PCBN***对淬硬工具钢Crl2MoV(62±1HRC)进行了精密干式硬态车削试验.依据精密干式硬态车削的特点,建立了小切深.大刀尖圆弧半径一斜角车削条件下的切削层几何模型,提出半月牙形区域为***的主要吸热区,并建立了PCBN刀片的有限元模型.在人工热电偶测得的***指定点温度的基础上,运用多步反向仿真法,利用ANSYS软件仿真了四种不同切削速度下的切削刃温度,结果表明,切削刃温度在725~1053℃之间变化,仿真值与试验值的绝对误差小于5%,满足目标要求.该方法在生产实践中具有实际的指导意义与参考价值.关键词:精密干式硬态车削;淬硬工具钢;小切深一大刀尖圆弧半径一斜角车削;有限元建模;多步反向仿真:切削刃温度中图分类号:TH164文献标志码:AO引言精密干式硬态切削(FDHC)1-2]能得到与磨削相当的表面粗糙度,是最具应用前景的先进制造技术.但是,FDHC过程中的切削温度高达800~1000℃,由此引起的温升将严重影响切屑形态、已加工表面完整性以及***的使用寿命.另外,切削温度采集又是一项最难测量的工作,由于切削过程中的切屑覆盖了切削刃而无法有效获得其瞬时的温度,这为学者研究该领域带来了很大困难.目前,刘战强教授等人_5详细探讨了温度的测量原理与测定方法.陈涛博士l通过用PCBN***切削淬硬钢GCrl5,研究了倒棱刃口几何参数(倒棱宽度和倒棱角度)的变化对切削温度的影响规律.冯吉福等学者研究了PCBN***车削淬硬高速钢时,切削用量对切削温度的影响.当前,***切削过程中的几何建模与有限元法已成为研究金属切削过程的一种有效方法.张翔收稿日期:2012-12-25基金项目:兰州工业学院青年科技创新计划项目(13K-001)作者简介:唐林虎(1978一),男,甘肃武山人,副教授,博士.等_9对微径球头铣刀铣削表面的误差进行了建模与仿真.Ng_1。。和Tang_】利用ABAQUS有限元软件仿真了剪切区与***的温度场.Mamalis等学者¨通过建立直角与斜角车削模型,分析了高速干式硬态切削条件下的温度场.Chioul13]使用ANYSY软件模拟了冷却管对车削温度的降温效应.本文将通过建立***在精密干式硬态车削过程的几何模型,结合人工热电偶法以及ANSYS软件的瞬态热分析法,反向仿真精密干式硬态车削淬硬工具钢Crl2MoV时切削刃温度.1车削试验1.1试验设备切削试验在CAK6150Dj数控车床上进行,如图1所示.1.2试件材料试件材料采用Crl2MoV工具钢,其化学成分兰州工业学院学报第20卷2007,31(9):905-914.[14]王丽君,苗彬,孟先新.Crl2MoV钢不同热处理条件下的硬度和金相组织分析[J].模具工业,2005(9):52—56.[15]刘战强,万熠,周军.高速切削***材料及其应用[J].机械工程材料,2006,30(5):1-4.[16]唐宗军.机械制造基础[M].北京:***出版社.1997:13—14.[17]佟艳娇,张弘锼,李熳,等.PCBN***干车淬硬钢时倒棱前角对切削力和***磨损的影响[J].金刚石与磨料磨具工程,2007(2):66-68.张晓星.基于结合面的数控机床静动热态特性研究[D].长春:吉林大学,2011.ASME.ForcedLaminarFlowOveranIsothermalPlate.n/formulae/heatfer/convectionforced/calclamflowisothermalplate.cfm#calc,2011.FiniteElementModelingandMulti—stepInverseSimulationoftheCuttingEdgeTemperatureBasedontheANSYSTANGLin—hu,DOUQi—dong,GAOCheng—xiu,CHANGWen—chun,ZHANGJun—ping(1.DepartmentofMechanicalEngineering,LanzhouInstituteofTechnology,LanZhou730050,China;2.SiemensSwitchgearLtd.,ShanghaiR&D,Shanghai20045,China)Abstract:AnexperimentinvestigationoffinishdryhardturningvarioushardenedtoolsteelCrl2MoVwascon—ductedwiththePCBNcuttingtoo1.AccordingtothemanufacturingprocessinFDHT,thehardenedsteel,thegeometricalmodelfortheper··unitcuttinglaywasexploitedundertheconditionofthesmallerdepthofcut-.1argernoseradius—obliqueturning(SDOC—LNR—OT).Andthehalf-crescentshapezoneisthemainabsorbingheatzoneofthePCBNtoolinsert,whichwaspresentedinthispaper.ThenthefiniteelementmodelofthePCBNtoolin.sertwasproposed.Basedontheexperimentsandfiniteelementmodeling,thecuttingedgetemperaturesinfourcuttingspeedweresimulatedwiththemulti-stepinversesimulationmethodutilizingtheANSYSso,ware.Theex.perimentalresultsshowthatthecuttingedgetemperaturesareat725℃~1053oC.Andtheabsoluteerrorsbe—tweentheexperimentalandsimulatedresultsarelessthan5%.whichmeetsrequirementsofthetarget.Thismethodisofgreatdirectivesignificanceandreferencevalueintheproduction.Keywords:finishdryHardturning(FDHT);ha

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本文编号:194323

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