1、复杂曲面加工工艺仿真分析方法摘 要：复杂曲面加工过程复杂 ， 切削载荷和刀轴矢量变化较大是制约加工精度和加工效率的主要原因 。
文章基于先进分析理论 ， 提出了一种加工工艺分析方法 ， 通过分析切削力的影响因素 ， 建立刀具、工艺参数和切削用量之间的关系 ， 对加工工艺进行优化 ， 并通过加工试验验证了该方法的有效性 。
关键词：复杂曲面；先进分析；切削力 引言 随着制造技术的发展和机械产品结构的复杂化 ， 以复杂曲面为特征的流线型结构在机械产品中的应用越来越广泛 。
由于复杂曲面特征具有弱刚性、刀轴矢量变化加剧和加工表面光顺要求等特点 ， 造成复杂曲面加工难度大、加工过程复杂 ， 目前复杂曲面的加工方式在加工精度和加工效率两个方面很难同 。

2、时兼顾 。
文章将先进仿真分析的理念融合到复杂曲面加工工艺中 ， 很好地解决了上述问题 。
1 先进仿真分析原理 先进仿真分析包括加工过程几何仿真和有限元分析两部分 。
加工过程几何仿真是从几何角度模拟切削加工过程 ， 验证数控加工程序的正确性和消除碰撞、干涉等现象 。
有限元分析是对切削过程中的切削力、切削热等物理因素进行分析 ， 通过建立切削加工模型或模拟切削加工过程中的位移场、温度场等分布状态 ， 对加工过程中的关键因素进行分析优化 ， 提高刀具磨损、刀具颤振等的预测程度 ， 有效的控制切削参数 ， 实现切削过程和零件加工质量的优化 。
2 复杂曲面加工存在的问题 复杂曲面加工过程中加工难度大 ， 加工问题层出不穷 ， 其中对其性能影响较 。

3、严重的加工问题主要有加工变形、加工颤振、刀具磨损等 。
（1）加工变形：设备精度的误差、零件装夹过程中产生的装夹变形以及切削力的作用均是导致加工变形的主要原因 。
（2）加工颤振：零件材料的难加工性及刚性差等原因 ， 加工过程中容易出现颤振引起的鱼鳞状表面缺陷 。
（3）刀具磨损：材料硬度高、冷作硬化、切削温度过高等带来的刀具切削部位钝化、涂层失效过快等原因 ， 导致刀具磨损严重 。
3 加工过程先进仿真分析优化 采用先进仿真分析方法对复杂曲面加工过程进行研究 ， 通过加工过程几何仿真和有限元分析 ， 以控制切削加工过程中切削载荷的大小和波动为优化目标 ， 对数控加工程序进行验证 ， 找出影响切削力的关键因素 ， 并对加工过程进行优 。

【复杂|复杂曲面加工工艺仿真分析方法】4、化 ， 以实现复杂曲面的高效优质加工 。
3.1 加工过程几何仿真 加工过程几何仿真包括数控程序验证和切削加工过程分析两部分 。
数控程序验证是采用加工软件对刀具轨迹的合理性和进退刀等进行检查；切削加工过程分析主要采用几何仿真软件进行仿真验证 ， 检验加工过程中是否存在干涉、碰撞等问题 ， 根据仿真结果可实现对加工程序的优化 。
3.2 切削加工有限元分析 切削载荷是影响加工质量的关键因素 ， 加工过程中刀具的性能和加工参数的选择均会对零件加工质量和切削载荷产生一定的影响 。
文章以某航空发动机叶片零件实际加工参数为数据来源 ， 对影响切削加工较大的刀具几何参数和加工参数进行采样 ， 并采用正交试验法确定对切削加工影响加大的因素 。

5、为刀具齿数、刀尖圆弧Rc、切削深度和进给量 。
在正交试验分析的基础上 ， 对各关键影响因素进行试验验证 ， 得到表1所示的结果数据 ， 可以发现：（1）切削力随刀具齿数的增加而减小；（2）切削力的大小与刀尖圆弧之间没有明确关系；（3）切削力随切削深度的增加而增大；（4）切削力随每齿进给量的增加而增大 。
3.3 关键参数优化原则 根据试验分析结果 ， 可通过调整刀具齿数、刀尖圆弧、切削深度和进给量的不同取值来实现复杂曲面切削加工的优化 。
（1）刀具齿数 由于切削力随刀具齿数的增多而降低 ， 可以通过增加刀具齿数来控制切削载荷的大小 。
但是 ， 刀具排屑槽宽度随刀具齿数的增多而减小 ， 过窄的排屑槽不利于切屑的排放 ， 还会导致切 。

6、削温度的升高 。
通常在精加工等排屑量较小的条件下可以适当增加刀具齿数 。
（2）刀尖圆弧 在相同切削深度条件下 ， 刀尖圆弧对切削力的影响不大 。
但是 ， 当直径不变时 ， 刀尖圆弧的刃磨难度随刀具齿数增多而加大 ， 因此 ， 刀尖圆弧的选择应与刀具直径和齿数相匹配 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0822/0023892599.html

标题：复杂|复杂曲面加工工艺仿真分析方法