汽車模具高速切削加工的工藝工藝研究及應用(二)

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高速切削加工    時間:2014-03-12 02:30:59
汽車模具高速切削加工的工藝工藝研究及應用(二)簡介
    汽車模具高速切削工藝技術研究的內容   一、高速切削加工機理的研究   高速切削加工技術在國內外發展的時間短,切削機理方面還有很多內容仍需要進一步的研究……
汽車模具高速切削加工的工藝工藝研究及應用(二)正文

  汽車模具高速切削工藝技術研究的內容

一、高速切削加工機理的研究

高速切削加工技術在國內外發展的時間短,切削機理方面還有很多內容仍需要進一步的研究和完善,主要表現在由於速度大幅提高,加工過程產生的切削力、切削熱、刀具磨損狀況以及加工表面情況都將與傳統加工對應因素所產生的現象和造成的結果顯著不同。高速切削機理的缺乏將阻礙高速切削加工技術的深入應用,因此首先要進行高速切削加工機理的研究以加深技術人員和操作人員對高速切削加工技術的認識,並充分利用高速切削加工技術對汽車覆蓋件模具進行高效高質量的加工。

二、高速切削加工參數的優化

實踐證明,在設備、材料、加工策略一定的情況下使用合理的加工參數將大大提高工作效率,並做到加工效率、刀具磨損和加工質量的最佳組合。因此,在汽車覆蓋件模具高速切削加工方面進行加工參數優化是提高工作效率和汽車覆蓋件模具加工質量的一個重要技術環節。

三、複雜模具曲面高速切削加工策略研究

成功進行高速切削加工的重要前提是承受近乎恆定的切削載荷,在這種條件下能夠保證良好的高速切削加工效果。針對複雜模具曲面,需要進行加工過程中去除材料體積變化小、切削載荷恆定的加工策略研究以避免刀具較快的磨損和減小讓刀誤差。

四、汽車模具高速加工切削資料庫建立

高速加工切削資料庫存儲高速切削參數等數據供技術人員和操作人員查詢和使用,在管理工藝數據和輔助技術人員進行工藝規劃方面起著重要作用。為提高技術人員和操作人員的工作效率、促進企業穩定持續發展,建立針對汽車覆蓋件模具高速加工的切削資料庫勢在必行。

汽車模具高速切削工藝技術研究的技術手段

一、切削加工有限元模擬技術

電腦技術的飛速發展使得利用數值模擬方法來研究切削加工過程以及各種參數之間的關係成為可能,始於上世紀70年代的金屬切削加工的有限元模擬技術在電腦技術的發展中也得到了長足的進步。金屬切削加工的有限元模擬考慮了材料屬性、刀具的幾何條件、切削加工參數(切削速度、進給量、切削深度)以及切削加工引起的切削力載荷、熱載荷和殘餘應力等因素。在試驗輔助和驗證的基礎上,虛擬切削加工過程中刀具和零件相對運動的作用過程,對切屑成形過程進行動態物理模擬,可以顯示加工行為以及被加工零件的內部應力、應變、應變率和溫度等物理量的分佈情況,預測零件的加工質量和刀具磨損、破損等情況。進而,通過對工藝參數的優化,可以提高零件的加工質量,有效減少刀具的磨損程度,減少採用傳統試湊法確定新工藝時所需的昂貴費用和時間。另外,金屬切削加工模擬時,可以定義相關因素(加工參數、刀具幾何條件以及熱、力的上限)與材料的去除率之間的關係。在確保零件加工質量的前提下,通過改變切削參數提高材料的去除率,從而達到提高生產率的目的。

汽車覆蓋件模具高速切削加工機理和加工參數優化技術涉及材料科學、力學、金屬物理學、機械製造等多個學科,在數控加工領域一直難以解決。現有的CAM軟體只能根據零件曲面特徵進行數控編程,保證刀位軌跡不碰撞、不干涉,但難以保證加工后的零件在表面質量和刀具壽命等物理目標上也是最優的,往往造成產品精度低下,刀具磨損嚴重,所以對高速切削加工過程進行最優化分析是一項比較困難卻又相當重要的課題。從上述切削加工有限元模擬技術概述來看,走數字模擬模擬和試驗研究相結合之路,是解決該實際問題的有效措施。切削工藝過程和切屑成形過程的有限元模擬為深入研究切削機理、提高切削加工質量提供了新的、更加有效的分析方法。

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