干切加工零件表面残余应力影响因素的仿真分析.PDFVIP

１８ 工 具 技 术 干切加工零件表面残余应力影响因素的仿真分析 １ １ １ １ ２ 吴春雨 ，沈浩 ，殷俊 ，田勇 ，唐林虎 １ ２ 兰州理工大学；兰州工业学院甘肃省高校绿色切削加工技术及其应用省级重点实验室 摘要：基于ＡＢＡＱＵＳ的大变形分析功能，结合单因素正交试验和多元正交试验设计，模拟不同切削参数下 ＰＣＢＮ刀具切削Ｃｒ１２ＭｏＶ零件的加工过程，得到各切削参数对工件表面残余应力影响的预测模型，分析了不同切 削参数对工件表面残余应力的影响规律，通过对试验结果的极差分析得到最优切削方案。模拟试验所得数据为合 理选择切削参数、提高工件表面质量提供了理论依据。 关键词：残余应力；有限元模拟；正交试验；预测模型；切削参数 中图分类号：ＴＧ５０１．１；ＴＨ１６１　　　　　　文献标志码：Ａ ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＦａｃｔｏｒｓａｂｏｕｔＲｅｓｉｄｕａｌＳｔｒｅｓｓｏｎＷｏｒｋｐｉｅｃｅ ＳｕｒｆａｃｅｉｎＤｒｙＨａｒｄＴｕｒｎｉｎｇ ＷｕＣｈｕｎｙｕ，ＳｈｅｎＨａｏ，ＹｉｎＪｕｎ，ＴｉａｎＹｏｎｇ，ＴａｎｇＬｉｎｈｕ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆＡＢＡＱＵＳ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｏｒ ｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇＣｒ１２ＭｏＶｍａｔｅｒｉ ａｌｓｗｉｔｈＰＣＢＮｔｏｏｌｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｃｑｕｉｒｅｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｉｍｐａｃｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔ ｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｏｎｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｇｏｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｕｔｔｉｎｇｐｌａｎｂｙｒａｎｇｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｅｄａｔａｓｆｒｏｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ 价值。 　引言 ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件功能强大，通用性 零件表面残余应力分为残余拉应力和残余压应 强，在处理高度非线性问题上能自动选择最适载 力两种形式，其产生机理主要由于机械应力、热应力 荷增量和收敛准则进行参数调整，保证结果的精 以及相变引起［１］。其中，残余拉应力能够降低零件 确性［３］。本研究案例利用其处理非线性问题上的 疲劳强度，加速零件表面裂纹扩展速率，而残余压应 独特优势，通过设定不同加工参数，对 Ｃｒ１２ＭｏＶ材 力则能够提高零件疲劳强度，降低零件表面裂纹扩 料进行正交切削模拟试验，研究不同切削参