超声车削瞬时切削力仿真研究.pdf

第２８卷　第７ 期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１４年７ 月 Ｖｏｌ．２８　　Ｎｏ．７ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｌ．２０１４  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１４．０７．００９ 超声车削瞬时切削力仿真研究 张兴红 ，闫德鑫 ，陈　鑫１ ２ １ （１．重庆理工大学 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室，重庆　４０００５４； ２．湖南科技经贸职业学院 电气与信息工程系，湖南 衡阳　４２１００１） 摘　　　要：针对尚未掌握超声辅助车削加工过程中瞬时切削力的变化规律的情况，运用有限 元软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳＤＹＮＡ，采用ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ本构模型建立了４０ＣｒＮｉＭｏ合金超声车削加工的三 维模型。利用正交切削方式对超声车削和普通车削进行了切削力的仿真，得到了超声车削和普 通车削的瞬时切削力变化曲线。将超声车削和普通车削的平均切削力大小进行对比分析。结 果表明，超声车削的平均切削力要远远小于普通车削的平均切削力。 关　键　词：超声车削；普通车削；有限元仿真；平均切削力 中图分类号：ＴＧ６６３　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４ －８４２５（２０１４）０７ －００３９ －０４ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ ｉｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｕｒｎｉｎｇ ＺＨＡＮＧＸｉｎｇｈｏｎｇ ，ＹＡＮ Ｄｅｘｉｎ ，ＣＨＥＮ Ｘｉｎ１ ２ １ （１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＴｉｍｅｇｒａｔｉｎｇ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｔｒａｄｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ４２１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｆｏｒ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｔｈａｔ ｐｅｏｐｌｅ ｄｏ ｎｏｔ ｍａｓｔｅｒｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅ ｏｆｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｃｕｔ ｔｉｎｇｆｏｒｃｅ ｉｎｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ａｓｓｉｓｔｅｄｔｕｒｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆＡＮ ＳＹＳ／ｌｓｄｙｎａ ａｎｄ ａｄｏｐｔｉｎｇ ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌ，ｗｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａ３Ｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ４０ＣｒＮｉＭｏ ａｌｌｏｙ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｕｒｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅ ｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｕｒｎｉｎｇａｎｄ ｃｏｍｍｏｎｔｕｒｎ ｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗａｙ，ｗｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｕｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｔｕｒｎｉｎｇ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｗｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｕｒｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔ