我的机械网

搜索
查看: 260|回复: 3

刀具温度场的有限元分析

[复制链接]

74

主题

0

帖子

-15

积分

限制会员

积分
-15
发表于 2017-9-18 20:31:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册   一键登录:

x
全国优秀博士学位论文作者专项资金(2⑴231)及山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(02BS074)资助(adm)输出ADAMSViw能读取的Pro/E模型数据的命令文件(。and);使用Pro£界面菜单输出每个零件的render.sp)或SLA(。st)文件。经以上操作后,在工作目录下就会产生以上文件,可以用ADAMSViw打开命令文件(。cmd),转换即完成。
4利用ADAMS进行虚拟样机的仿真以及结果的后处理当转换模型调入ADAMS/View后就可以充分利用系统自身的建模工具,添加几何模型、复杂约束、施加载荷、函数和子过程等复杂模型特性,再通过运动学和动力学进行仿真分析,从而逼真地再现虚拟样机的仿真模型,利用参数设计进而实现优化。同时还可以利用ADAMSView的主工具箱后处理工具或在Reviw菜单下选posprocessing进入ADAMSPostprocessor进行仿真结果回放和分析曲线绘制,处理好后就可以存贮为模型数据库文件(。bn)(具体请有关ADAMS的书籍)。
5仿真结果检验在ADAMS下所得到的虚拟样机仿真结果是否与物理样机一致,如果不一致就要分析,然后修改前面仿真或者模型参数,重复以上步骤最终使仿真结果与物理样机一致。但如果没有物理样机的。
根据传统切削理论,前刀面上的最高温度不在切削刃上,而是在离切削刃有一定距离的地方。这是因为摩擦热沿着刀面不断加的缘故。前刀面上后边一段的接触长度上,由于摩擦逐渐减少,热量又在不断传出,所以切削温度开始逐渐下降。由可以看出,刀具前刀面最高温度出现在距离刀刃02mm左右的地磨损以及被加工材料的切削加工性能,并能直接影响刀具的使用寿命。因此分析刀具在切削过程中温度的分布情况对研究金属切削过程具有重要意义。
金属切削加工的有限元模拟考虑了材料属性、刀具的几何条件、切削加工参数(切削速度、进给量、切削深度)等因素。因此通过对金属切削加工过程进行物理仿真可以预知刀具、切屑以及工件的温度场分布。本文利用有限元技术对直角切削加工过程进行物理仿真,模拟在不同进给量以及不同刀具前角下的刀具温度场分布,为研究刀具磨损机理、优化切削参数提供有益的数据。
1刀具温度场的数值模型直角切削过程中,由于切削宽度远大于切削深度,因此可以将三维模型简化为二维。根据有限元法在传热学中的应用,可以建立直角切削条件下无内热源非稳态温度场的微分方程:为刀具材料的密度;c为材料比热容;T/为介质温度,可设为20°c.由有限元的变分法原理,求解式(1)即求泛函数的极值,因此根据欧拉方程:(2)根据边界条件的不同可以求得其泛函数为:知初始温度值矩阵;At为时间间隔。由以上公式就可求出时间间隔为At的各时刻的温度场。
2切削加工过程的模拟本文建立的直角切削模型如所示。在切削模拟时,将刀具固定,使工件以切削速度相对于刀具移动。刀具从初始位置开始切入工件,随着刀具不断地切入,连续切屑形成,直到切削达到稳定状态。有限元模拟时将刀具和工件进行网格划分,将刀具分成1762个单元,工件单元划分随切削过程的进行使用自适应划分网格。
本文按照所提供的刀具几何参数以及切削条件对45钢进行了切削加工模拟,如表1所示。切削速度为300m/min条件下,改变刀具前角以及进给量,分别得出在不同情况下刀具温度场的分布情况。
方。由于刀具的最高切削温度离切削刃有一定距离,在高压、高温的作用下,刀具前刀面极易形成月牙洼磨损。
22刀具前角对切削温度的影响在切削加工过程中,切削温度的升高主要是由于局部的能量消耗引起的。切削温度随着前角的大而降低,这主要是因为前角大,改善了刀具前刀面的摩擦和切屑的变形状态,加强了刀具的切割作用,使得单位切削力下降,从而降低了切削温度。但是,前角过大,会使刀具的楔角过小,从而使刀刃的散热面积和容热体积减小,因此并不是刀具的前角越大越好。
所示的是刀具前角Y分别为-10°、5°、15°、20时刀具的温度场分布情况。可以看出,在切削达到稳定状态后刀具最高温度随着前角的大而减小,其分布如所示。
3进给量对切削温度的影响随着进给量的加,使得单位时间内刀具的切削量成比例地大,切削温度上升,但是切屑所带走的剪切热和摩擦热亦加,所以刀具温度上升比较缓慢,如所示。
刀具温度随进给量变化分布3结论与展望本文采用弹塑性有限元方法中的Lagrange法对金属的直角切削过程进行了模拟,并分析了刀具在切削时温度场的分布情况,以及前角对刀具温度分布的影响,所得的结果与传统切削理论相符。其模拟结果可以指导切削条件的合理确定、刀具几何参数及切削用量的合理选择、提高刀具寿命、降低生产成本。
金属切削加工过程涉及到弹、塑性变形、断裂、剧烈摩擦、相变以及刀具磨损等,这些现象是相互影响,相互关联的。尽管切削加工的有限元模拟与实际相比还有一些不足,但是该项技术己成为今后发展的主要方向。
我的机械网(www.mejxw.com)中国最好的机械论坛!官方QQ群:我的机械网用户交流群
发表于 2017-11-21 09:49:44 | 显示全部楼层
乐乐乐乐小北祝我的机械网越办越好!
我的机械网(www.mejxw.com)中国最好的机械论坛!官方QQ群:我的机械网用户交流群
发表于 2018-12-13 03:43:57 | 显示全部楼层
赤甲红
我的机械网(www.mejxw.com)中国最好的机械论坛!官方QQ群:我的机械网用户交流群
发表于 2018-12-16 11:32:36 | 显示全部楼层
1378149934
我的机械网(www.mejxw.com)中国最好的机械论坛!官方QQ群:我的机械网用户交流群
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册   一键登录:

本版积分规则


 
 
技术支持
VIP购买
迈迪技术支持
326998550
官方QQ群:
机械设计论坛
中国机械CAD论坛
中国机械cad论坛
VIP会员群
我的机械网vip群
工作时间:
9:00-17:00
客服热线:
15953133114
官方微信扫一扫
快速回复 返回顶部 返回列表