基于自由切削理論的高進(jìn)給銑刀片結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、高進(jìn)給銑削（HFM）理念順應(yīng)了追求效率換取最大利潤的社會趨勢，其將淺的切削深度和高的每齒進(jìn)給量結(jié)合起來，以達(dá)到保護(hù)刀具，獲得更高的金屬加工切除率的目的。為了踐行這一理念，高進(jìn)給銑刀片成為了許多刀具企業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。而在銑刀片的研發(fā)中往往要考慮銑削時(shí)刀片的受力、溫度及其磨損。
　　 日立公司設(shè)計(jì)的ASR型高進(jìn)給銑刀片來源于圓形刀片，其圓弧切削刃在進(jìn)行切削時(shí)不可避免的會產(chǎn)生排屑干涉，尤其是在進(jìn)給量較大時(shí)。而排屑干涉的后果是切削力增大、

2、刀具磨損加快。本文運(yùn)用了自由切削理論對銑刀片進(jìn)行優(yōu)化，通過改變前刀面的形狀，合理地疏導(dǎo)了切屑的流向，達(dá)到了消除排屑干涉的目的，并通過有限元仿真軟件DEFORM-3D對優(yōu)化后和優(yōu)化前的刀片進(jìn)行銑削仿真，得出兩種刀片在銑削時(shí)的切削力、溫度、及其磨損分布規(guī)律，并做對比分析。研究的具體內(nèi)容如下:
　　 通過對自由切削理論的深入研究，提出了運(yùn)用直紋面刀具的設(shè)計(jì)原理優(yōu)化ASR銑刀片的方案，結(jié)合PRO-E軟件對優(yōu)化前和優(yōu)化后的刀片進(jìn)行了簡化建

3、模;隨后又建立了三維耦合剛塑性有限元仿真模型，包括對材料模型、切屑分離準(zhǔn)則、接觸摩擦模型、磨損模型、網(wǎng)格劃分和邊界條件等的確定。
　　 對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，包括切屑的形成，切屑形態(tài)、切削受力、切削溫度、刀片磨損等;考慮了以進(jìn)給量和進(jìn)給速度為主的切削參數(shù)對切削力、切削溫度以及刀片磨損的影響，并作了理論上的解釋;設(shè)置了對比組和優(yōu)化組，對比性地驗(yàn)證了優(yōu)化后刀片的良好切削性能。結(jié)論是自由切削刀片因?yàn)閺?qiáng)度高，散熱較快，而且參與切削的刀刃