TWS金属切削物理仿真解决方案.docx

金属切削有限元仿真” 和“切削数控工艺分析优化”解决方案前言：不同于人们熟知的用于“加工碰撞干 涉 检 查 ”的 “几 何 仿 真 ”， 美 国 TWS 公 司 的 AdvantEdge 软件是“物 理仿真”解决方案 可以结合被加工材料、刀具材料和涂层 刀具的形状（例如前后角等），加工方式 （车、铣 等），切 削条件（如进给速度、主轴转速，冷 却液形态等），对 刀具加工 零件时的受力、变形、温升做分析，得出一组实验结果用户可以从结果中得到 参考值，例如多大受力时的温升如何等，可以用于指导诸如改进刀具设计、或对 用 通 用 CAM 软 件编 写 的 G 代 码 做 优 化 等 应 用 ，尤其 对 那 些 难 加 工 材 料 、贵 重 的 加工材料或无法做试切的情况下，这款软件的结果可以给客户一个趋势结果，帮助客户做出加工决策，同时可以省去客户的硬件实验次数软件解决方案介绍：TWS 公 司 的 AdvantEdge 软 件 主 要 包 含 两 个 模 块1、 AdvantEdge FEM2、 AdvantEdge Production Module1. AdvantEdge FEM-先讲金属切削仿真软件AdvantEdge FEM 是 一款基于有限元仿真的 CAE 软件，用于优化金属切削 工艺。

这款分析软件适用于提高零件质量，增加材料去除率，延长刀具寿命等等 利 用 AdvantEdge FEM 可 以 减 少 试 切 次 数 ， 使 产 品 快 速 市 场 化 • 好处：1. 减少昂贵的切削试验；2. 延长刀具寿命，减少刀具破损；3. 改进刀具几何形状和对碎屑的控制；4. 加快加工过程；5. 更高的生产效率；6. 减少由于发热、切削力和残余应力等影响的零 件变形；7. 增加材料去除率；8. 增加机床的使用率；• 软件组成：1. 仿真设置接口：用户可以设定整个仿真环境，包括定义刀具几何、材料条件和加工 参数等；2. AdvantEdge 引擎：完成所有计算过程；3. 结果浏览器：用户提取必要的仿真结果，包括切削力、刀具温度、静态状态结果等；软件特性：1. 刀具开发：a) 具有前后角的标准刀具几何生成；b) 全草图能力来定义定制的刀具几何，带有碎屑切断功能；c) 刀具尖角半径的定义和精度(分辨率)；d) 用于刀柄补偿的定制的刀具旋转；e) 用户可选的材料等级；f) 山的维克碎屑破损刀具库；g) 用户定义的刀具涂层、刀具材料和厚度；2. 加工参数：a) 车削、锯削、拉削、铣削、钻削和攻丝加工等b) 车削过程的微加工能力；\z> ImMr*JJK7。

--2十口琴3囲臺心gd lb r.r. 彳七；5gM ZZ 9t>t»Na>.Modtf MajMuteMM»Gn«rtPWRoWeWWeoec) 机床参数输入：进给速度、主轴速度、切深、切长、径向啮合；d) 在顺铣和逆铣加工时，可变的碎屑加载切削模型；e) 毛刺仿真功能；f) 公英制单位选择；3. 材料：a) 具有丰富的材料库用于工件和刀具的、可不断增加的实验的和数字的验证材料模型；在切削条件下，开发特别描述材料特性的模型；b) 定制化材料输入能力；c) 机械材料属性包括弹性、应变硬化、应变形依赖性、热软化(包括热电导率) 等；d) 工件硬度变化能力；e) 用户定义的本构模型；4. 分析：a) 全自动适应式有限元网格划分；b) 热力耦合时间积分；c) 用于工件和刀具的热传导和惯性效应d) 多体摩擦和接触面热传导；e) 刀尖半径(锐度)分辨和效果；f) 残余应力计算；g) 静态分析；h) 碎屑断裂分析；i) 刀具磨损分析；5. 可视化结果：a) 仿真状态显示在“工作监视器”窗口；b) 仿真时任意时间看结果；c) 绘图选项：网格点、轮廓图、矢量图、XY图和动画;d) 自动分析工具；e) 图形显示输出分析结果：i. ii. iii. iv. v. vi./共3页碎屑特性； 刀具切向和横向受力； 刀具/工件温度和发热率；塑性应变和应变率；Mises；压力和最大剪切力;应力分量和大小；vii. 速度分量和大小6. CAD 导入：a） AdvantEdge FEM软件可以快速、精确的导入CAD实体几何模型，支持STL, STEP, VRML 及 DXF 格式文件导入， 同时具有模型修补功能。

2. AdvantEdge Production Module-先进金属切削工艺分析软件AdvantEdge Production Module 是一款切削工艺分析软件， 集工件材料属 性、 CAD/CAM 和机床的动力学于一体这些功能使用户能清楚地了解切削加工 过程和确定需要进行改进的方向，并可自动优化 NC 代码程序，最终缩短生产周 期 ， 降 低 生 产 成 本 ， 避 免 添 置 额 外 设 备 ， 充 分 发 挥 机 床 性 能 • PM特征：1. 支持 5 轴铣加工和钻削加工；2. 实体模型输入和刀轨文件输入；3. 刀具的温度和受力分析；4. 自动NC代码优化；5. CAD零件几何输入和G代码输入;6. 输出分析优化后的最终零件情况7. AdvantEdge FEM 集成；8. 加工周期计算，包括空切时间；9. 刀轨文件全程震动预测；10. 相关材料的受力预测，用于刀具使用最优化11. 完整的 ISO 标准刀具几何和刀体配置；• PM 的好处：1. 减少昂贵的切削试验；2. 刀具磨损预测和减少刀具破损3. 进给速率优化；4. 稳定性分析；5. 增加材料去除率；6. 增加机床的使用效率。

• 缩短生产周期、充分发挥机床性能、提高刀具寿命、提高生产力• 可处理切削方式：铣削 、 车 削 、 钻 削• 输入信息：机床信息、 刀具信息、 工件信息、 刀具路径• 其它特点：■ 数据库中含有130多种工件材料 可导入 STL/STEP 格式的刀具和工件MetalMAX 数据导入VeriCut® 数 据 导 入 Mastercam® 接 口 Siemens NX® 接 口• 输出信息：■ 优化进给量和速度后的新的（NC）数控程序；切削数据， 包括切削力、 切削温度、 主轴功率、 刀具磨损以及稳定性分 析等；交互式图形功能加强了切削力和刀具位置的相关性。