Métodos de modelado de la fuerza de fresado para cortadores de fresado en ranura
Autores: Wu, Mingzhou; Zhang, Guangpeng; Wang, Tianle; Wang, Rui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Métodos de modelado de la fuerza de fresado para cortadores de fresado en ranura
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fresa de ranura
Rotor de turbina de vapor
Fuerza de fresado
Ecuación constitutiva del material de Johnson-Cook
Tensión de corte
Teoría de corte ortogonal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
El cortador de fresado de ranuras se utiliza principalmente para mecanizar la lengüeta y la ranura del rotor de la turbina de vapor, lo cual es una operación crítica en el proceso de fabricación del rotor de la turbina de vapor. Es difícil predecir la fuerza de fresado de un cortador de fresado de ranuras debido a las variaciones en el ángulo de ataque, los ángulos de ataque y las velocidades de corte del filo principal. En primer lugar, basándonos en una cantidad limitada de datos experimentales sobre torneado, hemos desarrollado un modelo de fuerza de torneado equivalente que tiene en cuenta el impacto del radio del filo de corte redondeado, el radio de la punta de la herramienta y la velocidad de avance en el ángulo geométrico de la herramienta. Proporciona un ángulo frontal más preciso para el método de identificación de la ecuación constitutiva del material de Johnson-Cook. En segundo lugar, los parámetros físicos, como el esfuerzo cortante, la deformación cortante y la tasa de deformación en el plano de corte principal, se calculan a través del análisis de datos experimentales y la aplicación de la teoría de corte ortogonal. En tercer lugar, el rango de parámetros constitutivos iniciales del material se determinó a través de la prueba de barra de presión de Hopkinson dividida (SHPB). La función objetivo se definió como el error mínimo entre los valores teóricos y experimentales. Los valores óptimos de los parámetros de la ecuación constitutiva de Johnson-Cook se obtienen a través de una búsqueda global utilizando un algoritmo genético. Finalmente, el esfuerzo cortante se determina mediante las ecuaciones gobernantes de deformación, temperatura y material. La fuerza axial, el par y el momento de flexión de cada microsegmento se calculan y suman utilizando el vector de fuerza de corte unitario de cada microsegmento. Como resultado, se establece un modelo de predicción de fuerza de fresado para cortadores de fresado de ranuras, y su validez se verifica a través de experimentos.
Descripción
El cortador de fresado de ranuras se utiliza principalmente para mecanizar la lengüeta y la ranura del rotor de la turbina de vapor, lo cual es una operación crítica en el proceso de fabricación del rotor de la turbina de vapor. Es difícil predecir la fuerza de fresado de un cortador de fresado de ranuras debido a las variaciones en el ángulo de ataque, los ángulos de ataque y las velocidades de corte del filo principal. En primer lugar, basándonos en una cantidad limitada de datos experimentales sobre torneado, hemos desarrollado un modelo de fuerza de torneado equivalente que tiene en cuenta el impacto del radio del filo de corte redondeado, el radio de la punta de la herramienta y la velocidad de avance en el ángulo geométrico de la herramienta. Proporciona un ángulo frontal más preciso para el método de identificación de la ecuación constitutiva del material de Johnson-Cook. En segundo lugar, los parámetros físicos, como el esfuerzo cortante, la deformación cortante y la tasa de deformación en el plano de corte principal, se calculan a través del análisis de datos experimentales y la aplicación de la teoría de corte ortogonal. En tercer lugar, el rango de parámetros constitutivos iniciales del material se determinó a través de la prueba de barra de presión de Hopkinson dividida (SHPB). La función objetivo se definió como el error mínimo entre los valores teóricos y experimentales. Los valores óptimos de los parámetros de la ecuación constitutiva de Johnson-Cook se obtienen a través de una búsqueda global utilizando un algoritmo genético. Finalmente, el esfuerzo cortante se determina mediante las ecuaciones gobernantes de deformación, temperatura y material. La fuerza axial, el par y el momento de flexión de cada microsegmento se calculan y suman utilizando el vector de fuerza de corte unitario de cada microsegmento. Como resultado, se establece un modelo de predicción de fuerza de fresado para cortadores de fresado de ranuras, y su validez se verifica a través de experimentos.