一种考虑螺旋角的二维连续铣削残余应力仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑螺旋角的二维连续铣削残余应力仿真方法，包括步骤：根据铣削加工实际情况确定仿真参数；通过铣刀的旋转和平动运动将螺旋切削刃的螺旋线展开为直线，螺旋线的螺旋角等于展开后直线与主剖面法向方向的夹角；利用实际刀具三维参数，由铣刀主剖面和法剖面的几何关系计算获取铣刀在法剖面上的前后角及刃口钝圆；采用等效平面法，将铣刀在法剖面上的前后角及刃口钝圆等效到由流屑方向和进给方向组成的等效平面中，得到等效前后角和等效刃口钝圆参数；建立二维多齿铣刀模型，建立二维连续铣削残余应力有限元仿真模型，进行仿真获得工件加工完成表面的残余应力。该方法考虑了螺旋角对铣削的影响，使残余应力结果更加精确。应力结果更加精确。应力结果更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑螺旋角的二维连续铣削残余应力仿真方法


[0001]本专利技术属于金属切削加工过程中残余应力仿真的
，具体涉及一种考虑螺旋角的二维连续铣削残余应力仿真方法，适用于各类材料的已加工表面铣削残余应力仿真。

技术介绍

[0002]对于原发失效将会导致灾难性事故的发动机寿命限制件，适航条款FAR 33.70要求执行“三大计划”来保证其在寿命期内的完整性。其中，工程计划提出了完备的安全性评估流程，是制造计划制定和批准的基础，而制造计划保证了工程计划要求的属性和假设持续有效。然而，如何通过工程计划与制造计划的关联，确定关键的制造工艺参数，获得工艺参数及其控制的零部件属性对限寿件安全性的影响，缺乏必要的研究，制约着民用航空发动机的适航取证。
[0003]33.70条款的咨询通告中明确提出残余应力场影响着零部件的寿命，是制造过程中需要控制的零部件属性。而金属切削在加工过程中会引入加工残余应力，加工残余应力是衡量工件加工表面质量的一项重要指标，并对工件的材料静态强度和疲劳强度、脆性破坏和腐蚀开裂有严重影响，进而影响工件的疲劳寿命。另外，残余应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑螺旋角的二维连续铣削残余应力仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据铣削加工实际情况确定仿真参数，包括实际刀具三维参数、加工参数、工件材料参数，其中实际刀具三维参数包括铣刀直径、铣刀螺旋角、前角、后角、铣刀刃口钝圆；S2：通过铣刀的旋转和平动运动将螺旋切削刃的螺旋线展开为直线，螺旋线的螺旋角等于展开后直线与主剖面法向方向的夹角，即螺旋角等于斜角切削中的刃倾角；S3：利用实际刀具三维参数，由铣刀主剖面和法剖面的几何关系计算获取铣刀在法剖面上的前后角及刃口钝圆参数；S4：采用等效平面法，将铣刀在法剖面上的前后角及刃口钝圆参数等效到由流屑方向和进给方向组成的等效平面中，得到等效前后角和等效刃口钝圆参数；S5：利用等效前后角和等效刃口钝圆参数，结合铣刀直径在主剖面内建立二维多齿铣刀模型；赋予工件和刀具材料属性，设置分离断裂模型和摩擦模型，根据加工参数设置铣刀和工件的相对位置和边界条件，建立二维连续铣削残余应力有限元仿真模型，进行有限元仿真获得工件加工完成表面的残余应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工参数包括铣削深度、进给速度、铣刀主轴转速，所述工件材料参数包括本构模型、密度、热导率、杨氏模量、热容、泊松比。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，所述铣刀在法剖面上的前后角及刃口钝圆参数具体为：tanγ
n
＝tanγ0cosλ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李果，丁水汀，李睿峰，刘俊博，周惠敏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：