基于Deform-3D的转子轮槽加工切削力仿真研究-论文.pdf

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1、试验研究基才Deform-3D的转子轮槽加工切削力仿真研究于国红，楚功，陈惠贤。，杨天兴(1．兰州城市学院机械工程系，甘肃兰州730070；2．兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：针对汽轮机转子轮槽铣削加工中工艺参数难以确定的问题，利用Deform-3D软件对转子轮槽铣削过程中的切削力进行了仿真研究。建立了轮槽铣削仿真模型，分析了不同切削用量在转子轮槽铣削过程中对切削力的影响，找出了背吃刀量等参数对切削力的影响规律，从而为转子轮槽铣削加工过程参数的优化提供了借鉴。关键词：转子轮槽；铣削仿真；切削力；工艺参数中图分类号：TK26文

2、献标志码：AResearchonCuttingForceSimulationofRotorGrooveMachiningbasedonDeform-3DYUGuohong，CHUGong，CHENHuixian，YANGTianxing(1．DepartmentofMechanicalEngineering，LanzhouCityCollege，Lanzhou730070，China；2．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou

3、730050，China)Abstract：Itisdifficulttodefinethetechnologyparametersduringmachiningturbinesrotorgroove．ThesimulationofcuttingforcewasdiscussedinprocessofmillingrotorgroovebyDeform-3Dsoftware，machiningsimulationmodelofrotorgroovewasestablishedandtheinfluenceofdifferentcuttingpar

4、ametersoncuttingforceoftherotorgroovemillingprocesswasanalyzed．ThevariedrulesofcuttingforcewithcuttingdepthandSOonwerefoundout．Theresultsprovidedreferencefortheoptimizationofprocessparameters．Keywords：rotorgroove，millingsimulation，cuttingforce，processparameters汽轮机组的核心部件是汽轮机转子

5、，其在高温切削用量对轮槽铣削过程中切削力的影响。高压的蒸气介质环境中工作，受离心力矩、弯矩和扭1转子轮槽铣削有限元模型的建立矩的共同作用，工作条件非常差。在设计转子时，对转子轮槽的尺寸公差、几何公差和表面粗造度等技将转子轮槽与铣削刀具的几何形状、材料特性，术要求都有非常严格的规定，加工中应得到保证；因以及转子轮槽内部和加工环境之间的相互作用有机此，在转子加工中，最关键和最困难的就是其轮槽的结合，建立铣削有限元模型。在有限元模型中，对刀加工。转子轮槽是汽轮机转子主轴与叶片的连接部具和工件的几何形状进行转换与简化；加工工件材位，其加工质量对叶片与转子

6、的连接精度以及汽轮料在高温、高应变率和大应变状态下的力学性能，对机的稳定运行具有重要影响。在铣削过程中，切削加工有直接影响，故有限元模型中引入材料特性部力直接决定着切削热的产生，并影响工件的加工精分；另一个重要影响因素是转子轮槽内部与加工环度以及已加工表面的质量等_1；因此，对转子轮槽铣境之间的相互作用，主要是切削热在工件、刀具以及削过程中的切削力进行研究，具有重要的现实意义。加工环境之间的传递，变形功转化为热量，工件与刀刘战强等在高速铣削试验的基础上，研究了高速具之间的摩擦作用等。铣削时切削速度对切削力的影响；康永刚等提出1．1有限元模型建立的

7、条件设定了根据切削力变化曲线的形状特征，精确建立切削设定条件如下：1)设定工作环境温度为20℃；力预测模型的一种方法；朱立达等针对正交车铣2)设定加工机床、采用刀具及夹具为刚性体；3)选取加工变深度、变厚度的切削特性，基于其加工原理，刀具切削刃部分，以及靠近刀具的工件成型面为研采用数学方法，建立切削力的理论模型，并在无偏心究对象；4)对工件施加全约束，设定刀具做旋转运动和有偏心2种情况下，分别仿真圆周刃和端面刃的和进给运动。切削力随铣刀转角的变化规律。上述研究对通用切1．2几何模型削刀具切削过程中的切削力进行了较为详尽的阐首先，在So1idwor

8、k软件中建立刀具及工件的述，但针对成型切削过程中切削力的研究仍鲜见报几何模型(Deform一3D软件本身不具备三维造型道。本文基于成型切