姚 嵩 胡于进 王学林

华中科技大学,武汉,430074

工件几何模型对不锈钢切削力数值计算影响研究

姚 嵩 胡于进 王学林

华中科技大学,武汉,430074

通过研究AISI-316L材料动态本构关系、刀屑接触、切屑分离、切屑断裂等关键技术建立了正交切削有限元模型。运用大型通用有限元软件ABAQUS对切削加工过程进行模拟仿真,对不同工件几何模型下的模拟结果进行分析和验证,证明所建立的有限元模型是合理的,并通过实验结果比较得出优化的几何模型。

直角切削;几何建模;切削力;316L不锈钢

0 引言

切削力计算对切削机理的研究,对计算功率消耗,对刀具、机床、夹具的设计,对制定合理的切削用量,优化刀具几何参数,都具有非常重要的意义[1]。近年来随着计算机技术的飞速发展,数值模拟方法特别是有限元方法在切削模拟中的地位越来越明显。

Strenkow ski等[2]预先设置一条分离线来对切屑和工件的分离进行建模,Marusich等[3]使用显示积分算法和网格自适应策略对高速切削进行建模,Yang等[4]采用弹-刚性耦合有限元模型模拟高速切削过程。

当前所采用的切削力有限元计算都将工件简化为平直的,这使得计算模型的建立非常方便。但实际上,在车削等加工过程中,工件表面是回转面,而非平直的,因此,有必要对工件表面曲率对切削力的影响进行讨论。ABAQUS是功能强大的有限元分析软件,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统,模拟非常庞大复杂的模型,处理高度非线性问题。

本……