基于P roEngineer的薄壁套加工变形仿真与验证实验.pdf

2 0 1 5年 5月 第 4 3卷 第 l 0期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I CS Ma v 2 01 5 Vo 1 4 3 No 1 0 D O I 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 1 0 0 1 6 基于 P r o E n g i n e e r 的薄壁套加工变形仿真与验证实验 王铁 流 浙江水利水电学院 浙江杭 州 1 3 1 0 0 1 8 摘要 利用 P r o E n g in e e r Me ch a n ica软件 针对薄壁套车削时受夹紧力和切削力影响的变形进行了有限元分析 通过对 不同装夹方式和切削参数加工的模拟分析与对比 优化了工艺方案 切削试验结果表明 仿真模拟数据与实际测量数据具 有较高的一致性 因此 这种分析方法可作为薄壁套类零件工艺方案制定的一种定量分析手段 改变了凭经验或通过试切 调整确定工件装夹方式和切削参数的传统方法 关键词 薄壁套 加工变形 P r o E n g in e e r 模拟 实验 中图分类号 T P 3 9 1 T G 5 0 6 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 1 0 0 5 3 3 De f o r ma t io n Simul a t io n o f Th in wa l l Cy l inde r Ba s e d o n Pr o Eng in e e r a nd Co n fi r ma t o r y Ex p e r ime nt in Tu r n ing WANG T ie l iu Z h e j ia n g U n iv e r s it y o f Wa t e r R e s o u r ce s a n d E l e ct r ic P o w e r H a n g z h o u Z h e j ia n g 3 1 0 0 1 8 C h in a Ab s t r a ct T h e d e f o r ma t io n o f t h e t h in w a l l cy l in d e r p a r t s a f f e ct e d b y d if f e r e n t cl a mp in g f o r ce a n d cu t t in g f o r ce in t u r n in g wa s a n a l y z e d w it h f in it e e l e me n t me t h o d b a s e d o n P r o En g in e e r Me ch a n ica s o f t wa r e B y co n t r a s t in g t h e s imu l a t io n r e s u l t s wit h d if f e r e n t cl a m p in g w a y s a n d cu t t in g p a me t e m t h e t e ch n o l o g ical s ch e me w a s o p t imiz e d T h e e u t t in g t e s t r e s u h s s h o w t h a t t h e s t imu l a t io n d a t a a n d a ct u a l me a s u r e me n t d a t a a r e b e t t e r co n s is t e n t S o t h is k in d o f a n a l y s is me t h o d ca n b e u s e d a s a n e f f e ct iv e me a n s in q u a n t it a t iv e a n a l y s is t o w o r k o u t t h e t e ch n o l o gi cal s ch e m e f o r t h i n w al l cy l i n d e r p a r t s p r o ce s s in g I t ch a n g e s t r a d i t i o n a l m e t h o d o f e s t a b l i s h i n g cl a m p in g w a y s an d cu t t in g p a me t e m t h r o u g h e x p e r ie n ce o r cu t t in g t e s t s Ke y wo r d s T h in wa l l cy l in d e r De f o r ma t io n Pr o En g in e e r s imu l a t io n E x p e r ime n t 薄壁套是一种常用的机械零件 主要要求一般为 内 外圆直径的尺寸精度 形状精度以及相对位置精 度 这类零件因其刚性差 加工时受切削力 夹紧 力 残余应力和切削热的影响 容易产生变形 是机 械加工中一个较难解决的问题 t 3 在影响薄壁套类 零 件加工精度的因素 中 因夹紧方式不 当产生 的夹紧 变形 因切削参数不合理导致的切削变形以及因切削 热 引起 的热变形是影响尺寸精度和形状精度 的主要 因 素口 因此 选择合理的装夹方式与切削参数是保 证薄壁套类零件加工质量的关键 实际生产中 为了 确定合理的装夹方案和切削参数往往需要设计制造夹 具 并通过实际切削加工进行验证 有时要进行几种 方 案对 比才能确定最终方案 需要花费较高的成本和 较 长的时间 利用 C A D和有 限元 分析 软件 模拟 评 估并优化加工方案 能够有效地降低制造成本 提高 生产效率 文 中利用应用较为广泛 的 P r o E n g in e e r 软件 对 图 1 所示零件进行 了不 同装夹方式 和切削参 数的有限 元 车削模拟变形 分析与对 比 进而选 出了可行的加工 方案 图 1 薄壁套简图 1 工件建模 在 P r o E n g o n e e r 的零件界 面下 根据工件 的形 状 和尺寸 包括加工余量在内的实际工艺尺寸 建立 工件的实体模型 为减少非分析区域的单元个数以减