基于不等分剪切區(qū)的Merchant切削模型的研究與應(yīng)用.pdf

1、金屬切削在機(jī)械制造加工方法中占主導(dǎo)地位,其機(jī)理分析成果在實(shí)際生產(chǎn)中為優(yōu)化切削參數(shù)、預(yù)測(cè)切削系統(tǒng)振動(dòng)、監(jiān)控刀具磨損和加工誤差分析等提供理論依據(jù)。
　　剪切角和切削力是表征切削特征的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù),切削領(lǐng)域的幾乎所有計(jì)算都與它們相關(guān),它們彼此也直接影響。經(jīng)典的Merchant切削模型忽略了剪切角對(duì)主剪切面上屈服剪應(yīng)力以及刀具/切屑摩擦角的影響,所以分析結(jié)果往往與實(shí)際不符。
　　首先,本文利用不等分剪切區(qū)模型和材料的Johnson-

2、Cook模型建立了主剪切面屈服剪應(yīng)力與剪切角的函數(shù)關(guān)系式,并通過(guò)Schulz經(jīng)驗(yàn)公式建立刀具/切屑摩擦角與剪切角的函數(shù)關(guān)系式,對(duì)Merchant剪切角計(jì)算模型進(jìn)行了改進(jìn),使其理論分析更加完善。通過(guò)與經(jīng)典剪切角分析模型的計(jì)算結(jié)果以及國(guó)外學(xué)者的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作對(duì)比,驗(yàn)證了本文對(duì)Merchant切削理論改進(jìn)的有效性。
　　接著,在該理論的基礎(chǔ)上建立了直角切削力預(yù)測(cè)模型,并利用該切削模型去預(yù)測(cè)相關(guān)金屬材料的直角切削力,通過(guò)與國(guó)外學(xué)者的直角切削實(shí)

3、驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證了直角切削力預(yù)測(cè)模型的有效性,并對(duì)其中存在的誤差進(jìn)行了分析。同時(shí)也在有限元仿真軟件上模擬了直角切削過(guò)程,研究了切削要素和刀具幾何形狀對(duì)切削力與溫度的影響,并對(duì)仿真結(jié)果作了對(duì)比與分析,驗(yàn)證了本文所建立的切削有限元仿真模型和直角切削力預(yù)測(cè)模型的有效性。
　　最后,將本文所建立的切削模型應(yīng)用到車削力的預(yù)測(cè)當(dāng)中,建立了車削力的預(yù)測(cè)模型,通過(guò)與相關(guān)文獻(xiàn)中車削力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果作對(duì)比,驗(yàn)證了本文所建立的車削力預(yù)測(cè)模型