圓弧刃刀具切削時排屑干涉的有限元仿真.pdf

1、排屑干涉是切削過程中存在的一種普遍現(xiàn)象，也是近年來學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。排屑干涉會導(dǎo)致切削能耗和切削力增加、刀具磨損強(qiáng)度加劇、切削溫度上升等一系列問題。此前，人們主要通過切削實(shí)驗(yàn)來研究排屑干涉，但周期較長，成本高，難以獲得實(shí)時全面的切削信息。為此，采用有限元仿真方法來對排屑干涉進(jìn)行研究，以期找到分屑槽、切削用量和刀具前角等對圓弧刃刀具切削排屑干涉的影響規(guī)律，為成型刀具的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，比較

2、了AdvantEdgeFEM和ABAQUS有限元分析軟件的仿真精度，并選擇仿真精度較高的ABAQUS進(jìn)行排屑干涉的仿真研究，分析了該軟件的特點(diǎn)并建立了基于ABAQUS軟件平臺的圓弧刃刀具切削過程數(shù)值模型。
　　其次，選用合適的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行紫銅的正交切削實(shí)驗(yàn)，通過所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到了刀屑摩擦系數(shù)關(guān)于刀具前角及進(jìn)給量的經(jīng)驗(yàn)公式，并根據(jù)仿真需要求出特定條件下的刀屑摩擦系數(shù)值；通過本課題組切削45鋼的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到了刀屑摩擦系數(shù)關(guān)

3、于刀具前角、進(jìn)給量及切削速度的經(jīng)驗(yàn)公式，并根據(jù)仿真需要求出特定條件下刀屑摩擦系數(shù)值。
　　最后，分析了網(wǎng)格劃分對仿真精度的影響，并選用最佳網(wǎng)格密度仿真分析了分屑槽和刀具前角對圓弧刃刀具切削過程中排屑干涉的影響，發(fā)現(xiàn)開分屑槽圓弧刃刀具仿真時得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合，并比較了不同的刀屑摩擦系數(shù)對仿真精度的影響。
　　通過本文的研究結(jié)果可知，刀屑摩擦系數(shù)對仿真精度有著非常大的影響，在進(jìn)行切削仿真之前，應(yīng)該提前獲得刀屑摩擦系數(shù)值