[發明專利]一種浮動支撐摩擦片加工變形預測方法

有效

• 申請號: 202010216553.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111390299B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 胡錚;高翰君;汪銀風;龐惠仁;張萬昊;王志勇;韓明;寧克焱
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B23F23/00
• 分類號: B23F23/00;G06F30/23;G06F30/17;G06F30/15;G06F119/04;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

1.一種浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

1)使用有限元軟件ANSYS建立摩擦片毛坯模型和齒部結構模型；

2)使用ANSYS進行摩擦片的淬火仿真；

3)應用AdvantEdge軟件求解切削力，在ANSYS中設置加工條件，并使用ANSYS進行插齒加工仿真；

4)對ANSYS的插齒加工仿真結果進行分析。

2.如權利要求1所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述步驟1)具體包括：

向ANSYS中導入CAD軟件設計的三維實體模型，經布爾處理得到摩擦片毛坯模型和要插掉的齒部結構模型；

向摩擦片毛坯模型和齒部結構模型賦予材料屬性并劃分網格。

3.如權利要求2所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述要插掉的齒部結構模型為122個齒部結構模型。

4.如權利要求2所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：在劃分網格時，為了準確研究插齒部位這一重點區域，齒部結構網格相比摩擦片毛坯的網格更為密集。

5.如權利要求1所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述步驟2)具體包括：設置不同時間段內摩擦片表面的換熱系數大小以及仿真摩擦片的熱處理工藝，可求得不同時間點的溫度、應力和變形結果。

6.如權利要求1、2或5所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述步驟3)具體包括：考慮所述步驟2)的淬火仿真過程的熱處理工藝引入的應力和變形，將所述摩擦片毛坯外周固定，以有限元軟件AdvantEdge求得穩定后的切削力施加到要插掉的齒部結構表面模擬插齒加工。

7.如權利要求6所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述有限元軟件AdvantEdge求得穩定后的切削力的過程是基于彈塑性變形理論通過AdvantEdge FEM的二維拉削模型來模擬單次沖程下切削的過程，具體包括：

在AdvantEdge FEM的二維拉削模型中，采用Johnson-Cook本構模型，設置切削條件；

提交當前仿真任務進行摩擦片單齒插齒仿真模擬，獲得切削力與切削溫度的仿真結果。

8.如權利要求7所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述切削條件包括摩擦片材料的基本物理屬性及熱物理屬性、切削刀具的基本參數、合適的邊界約束條件、以及切削過程中的切削基本參數。

9.如權利要求7所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述切削條件包括AdvantEdge材料庫中的HSS-Co-M35刀具，表面具有厚度5μm的TiN涂層，刀—屑間摩擦系數為0.5。

10.如權利要求1所述的浮動支撐摩擦片加工變形預測方法，其特征在于：所述步驟4)具體包括：對所述步驟3)插齒加工仿真得到的變形云圖進行分析，得到摩擦片加工過程中的溫度分布、應力分布和變形分布，從而對摩擦片插齒加工產生的變形進行較為精準的預測。