基于Advantedge仿真的具有表面功能结构的刀具设计.pdfVIP

DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．05．003 基于Advantedge仿真的具有表面功能结构的刀具设计水 杨文恺，陈永洁，李 宁 (华中科技大学，湖北武汉 430074) 摘要：表面功能结构又称表面微观结构已经在改善材料加工性能方面，如表面摩擦性能和表面承载能力等，得到了广泛的认可， 改善了刀具性能。通过设计带有微结构的刀具，用于改善钛合金的切削加工过程中刀具的磨损状况，延长刀具的使用寿命。并 且在设计的过程中借助先进的有限元仿真软件ThirdwaveAdvantEdgeFEM进行仿真模拟。通过软件仿真替代大量的试切 ，避免 试切过程中材料的浪费，更重要的是，可以在实际切削实验进行前对刀具的设计进行预测评价，节省了设计时间。 关键词：钛合金切削；微结构；有限元仿真 中图分类号：TG71 文献标识码：A 文章编号：1009—9492(2014)05—0014—04 TheDesignofSurfaceFunctionalStructureToolBasedon AdvantedgeSimulation YANGWen—kai，CHENYong-jie，LINing (HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China) Abstract：Surfacefunctionalstructure，whichhasbeenwidelyusedinoptimizethematerialprocessingperformancelikesurfacefriction propertiesandsurfacebearingcapacity，hasbeenwidelyrecognizedandreallyimprovestheperformanceoftoo1．Inthispaper，onekind ofsurfacefunctionalstructuretoolaimedatreducingthewearconditionandexpandingtoolSlifeintitanium cuttingprocessinghasbeen designed．Theadvancedfiniteelementsimulationsoftware--ThirdwaveAdvantEdgeFEM hasbeenusedtosimulatethecuttingprocessin thedesignperiod．Withthehelpoffiniteelementsimulation software，alotofmaterialvailbesaved，moreoveritcananticipatethe perfomr anceofdesignedtoolbeforedoingcuttingexperimentwhichcanalsosavemuchtime． Keywords：titanium cutting；surfaeefunctional sturcture；finiteelementsimulation 0引言 也节省了时间，缩短设计、加工周期。更重要的 在钛合金的切削加工 过程中，刀屑接触区 是软件仿真为实际加工提供理论依据 ，避免传统 域的剧烈摩擦会导致温度不断升高，刀具磨损加 加工中单方面凭借经验而导致的实验不可复制性。 剧 ，刀具表面质量的下降又将导致刀具切削加工 表面功能结构 就是一种按照一定的规则分布 性能降低 ，这也成为限制钛合金切削加工速度， 的，有一定功能的，可以确定描述的，有高度特 影响切削加工性能的主要原因之一3【1。所以为了延 征的表面图案。在国内外 ，关于微织构对刀具加 长刀具的使用寿命 ，减轻刀具的磨损，一个实际