端铣加工工件变形仿真预测与方法探讨

"端铣加工工件变形仿真预测方法研究 (2008年)，作者：唐东红、孙厚芳、焦黎、钱任博，发表于《北京理工大学学报》2008年8月第28卷第8期。" 端铣加工是一种常见的金属切削工艺，用于去除工件表面材料，形成所需的几何形状。该研究针对端铣过程中工件变形的预测，提出了一个结合理论计算与有限元方法的仿真预测技术。在端铣加工中，工件的变形主要由两个因素引起：瞬态切削力和瞬态切削热。切削力导致工件受到机械应力，而切削热则影响材料的物理性能，如热膨胀和热软化，这两者都会引起工件的变形。 为了解决这一问题，研究团队采用了一种名为加工过程离散与载荷等效的方法。这种方法将铣削过程中的瞬态力和热视为动态载荷，这些载荷被施加到工件的有限元模型上。有限元模型是通过将工件划分为大量小的、相互连接的元素来创建的，使得可以对复杂的三维铣削过程进行精确的模拟。在此基础上，研究人员采用了间接热-结构耦合场分析，这种分析方法考虑了热效应与结构变形之间的相互作用，以全面评估工件在加工过程中的变形情况。 通过实例仿真，研究人员对比了仿真预测结果与实际加工情况，证明了所提方法能够有效地预测和分析端铣加工中工件的变形。这表明，这种预测方法对于优化加工参数、减少工件变形、提高加工精度和产品质量具有重要意义。此外，该方法对于理解和控制复杂的机械加工过程，以及在设计阶段预测可能的工件变形，提供了有力的工具。 总结来说，这篇论文详细阐述了一种端铣加工工件变形的仿真预测技术，它结合了理论计算与有限元分析，通过考虑切削力和切削热的影响，能够准确预测工件在加工过程中的变形。这种方法的实用性和准确性经过实证验证，为提升制造工艺的效率和质量提供了新的思路。