模具淬硬钢高速铣削加工的有限元模拟.pdfVIP

第 12期 机械 设计 与制造 2011年 12月 Machinery Design Manufacture 13 文章编号：1001—3997(2011)12—0013—03 模具淬硬钢高速铣削加工的有限元模拟术 唐德文 邱长军 (南华大学，衡阳 421001) Simulationofhigh-speedmillingprocessformouldquenchedsteel TANGDe-wen，QIUChang-jun ， (UniversityofSouthChina，Hengyang421001，China) ’ ^ 、．一 ” ” 、” ^ H ^ 、| ” ^ ¨ 、．一 H ＼． I， ^ H ^ ” ^ H ¨ ^ ” ^ ” 、．^ ^ l，” 【摘 要】研究了高速铣削加工数值模拟所涉及的切削层等效简化铣削加工模型，分析了工件材料 的流动应力模型与刀屑接触面的摩擦模型和热传导控制方程等关键技术。并根据等效简化模型平面应 变特征的特点，建立了铣削加工数值模拟的2一D有限元模型。基于此模型对高速铣削加工淬硬钢P20 的切削力、应力和温度进行了有限元模拟。通过铣削力切削加工实验测得了相同条件下的铣削力值。结 果表明：实验铣削力值与数值模拟在一定的误差范围内结果一致。由此可见，采用具有平面应变特征的 有限元模型进行应力和温度的模拟切削过程是可信的。高速铣削加工有限元模拟研究为淬硬钢切削加 工的工艺参数优化、刀具的优选和工艺规划奠定了基础。 关键词：淬硬钢；高速铣削加工；有限元模拟 A【bstract】Eqruivalentsimp edmodelofrnumericalsimulationofmillinglayerofhighspeedmilling wasanalyzed．nadsomekeytechnologiessuch傩flowstressmodelofworkpiecematerial,frictionmodelof tool-chipinterfaceandheatconductionequationwerestudiedasweII．Thenaccordingtoplanestrainpr0p— ertiesoftheequivalentsimplifiedmodel，a2DfiniteelementmodelfornumericalSimulationofthehigh speedmillingprocessWtl$established，basedonwhichfiniteelementsimulationofrmillingforce，stress nadcuttingtemperatureofP20mouldquenchedsteelwerecarriedout．Throughamillingforceexperiment， avalueformillingforceWasobtainedunderthesameconditions，whichresultprovesthatthemillingofrce obtainedfromtheexperimentnadthatfromnumericalsimulationisnodifferencewithincertainerrorrnage． Thusitisrelibaletosimulatethemillingprocessofstressandtemperaturebyapplyingfiniteelementmodel withplnaestrainproperties，whichhaslaidabaseofrprocesspraameteroptimization，toolselectionopti— mizationnadtechniquesprogrammingformillingpr