本文關(guān)鍵詞：斷屑槽刀具車削仿真及試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 45鋼車削仿真 2D/3D切削模型 鋸齒狀切屑 斷屑

【摘要】：為解決車削中的斷屑困難問題,常見的斷屑方法包括：改變切削參數(shù)、采用新的加工工藝、使用外加斷屑裝置以及使用斷屑槽刀具等,其中使用斷屑槽刀具是目前應(yīng)用最多的一種斷屑方法。為設(shè)計(jì)能有效斷屑的斷屑槽硬質(zhì)合金刀片,通常需要試制刀具后進(jìn)行大量切削試驗(yàn),此過程費(fèi)時(shí)且成本高。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展,借助有限元軟件直接模擬斷屑槽刀具的切削過程,通過分析仿真所得的斷屑形態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)來判斷刀具的斷屑性能,從而能避免重復(fù)性的切削試驗(yàn),降低斷屑槽刀具的設(shè)計(jì)成本。論文通過DEFORM軟件建立了45鋼車削加工的2D切削模型及3D切削模型,主要包括刀具模型、工件模型以及刀具-工件接觸關(guān)系的建立。文中選用三種刀具以對比斷屑槽刀具和平刀面刀具的切削過程,其中刀具幾何特征參數(shù)通過逆向原理獲得；工件材料模型采用了Johnson-Cook本構(gòu)模型和Cockcroft-Latham韌性斷裂準(zhǔn)則,通過對比仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果逆向確定了45鋼的斷裂閡值為250；刀具-工件之間選用剪切摩擦模型,摩擦系數(shù)為0.6,相對幾何位置關(guān)系通過背前角BR、側(cè)前角SR和側(cè)刃傾角SCEA控制與切削試驗(yàn)參數(shù)一致。通過2D切削仿真模擬了鋸齒狀切屑及其斷屑過程,證明了平刀面刀具和斷屑槽刀具切削時(shí),切屑的鋸齒化程度隨進(jìn)給量增加而增加；相同切削參數(shù)下,平刀面刀具切削時(shí)切屑的鋸齒化程度較大,斷屑槽刀具在一定進(jìn)給量時(shí)發(fā)生斷屑；進(jìn)一步對比不同槽深和深寬比條件下的切削仿真結(jié)果,可知槽深為0.15mm和深寬比較小時(shí)鋸齒狀切屑會(huì)產(chǎn)生折斷。通過3D切削仿真獲得了三維切屑形態(tài)及切屑折斷過程,對比仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果證明了斷屑槽是導(dǎo)致切屑折斷的主要原因；仿真獲得的切屑幾何參數(shù)與試驗(yàn)結(jié)果吻合,說明斷屑槽對切屑幾何參數(shù)影響較小；進(jìn)一步對比切削力仿真值與試驗(yàn)值,進(jìn)給抗力仿真值的誤差超過30%的主要原因與仿真中刀具后刀面磨損小于試驗(yàn)值有關(guān),切深抗力和主切削力的仿真結(jié)果則能有效預(yù)測實(shí)際切削過程；通過分析切削溫度及刀具磨損結(jié)果,可知涂層是二者的主要影響因素；將3D仿真模型應(yīng)用于新斷屑槽刀具和新材料切削仿真,分別獲得了相應(yīng)的斷屑形態(tài)、應(yīng)力／應(yīng)變分布及溫度分布情況。2D仿真結(jié)果與3D仿真結(jié)果共同驗(yàn)證了文中仿真模型對斷屑槽刀具仿真研究的有效性,從而為斷屑槽刀具設(shè)計(jì)及相關(guān)研究提供了一種有效的方法。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG51

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 合燁;王昌贏;陳小安;張勇;劉星;;硬態(tài)車削軸承鋼GCr15切屑形成機(jī)理分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

2 楊天恩;熊計(jì);孫蘭;羅X 平;龍新延;;刀具斷屑槽對切削過程影響的數(shù)值模擬[J];硬質(zhì)合金;2011年04期

3 柏青;;數(shù)控車削過程斷屑不良的解決措施[J];機(jī)械工程師;2010年05期

4 唐偉;顧立志;;新型圓弧角回轉(zhuǎn)斷屑器設(shè)計(jì)與切屑折斷實(shí)用預(yù)報(bào)公式的建立[J];工具技術(shù);2009年04期

5 劉敏;解宇;劉獻(xiàn)禮;盆洪民;;淬硬軸承鋼高速切削過程的實(shí)驗(yàn)與仿真[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2006年11期

6 張德遠(yuǎn);;實(shí)用化振動(dòng)切削技術(shù)——總論[J];新技術(shù)新工藝;2006年10期

7 劉新勝;慶華;;復(fù)雜三維槽型刀片斷屑過程有限元分析[J];機(jī)械工程師;2005年11期

8 陳剛,陳忠富,陶俊林,牛偉,張青平,黃西成;45鋼動(dòng)態(tài)塑性本構(gòu)參量與驗(yàn)證[J];爆炸與沖擊;2005年05期

9 趙軍,孟輝,王素玉,賈秀杰,李作麗;高速切削鋸齒狀切屑的有限元模擬[J];工具技術(shù);2005年01期

10 李良福;兩種新型斷屑裝置[J];機(jī)械制造;2003年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉二亮;三維復(fù)雜斷屑槽斷屑性能及斷屑預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王文韜;可轉(zhuǎn)位切槽刀片斷屑的仿真研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西南石油大學(xué);2014年

2 孫守慧;筒節(jié)材料加工切屑折斷力學(xué)特性分析及刀具優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

3 楊衛(wèi)亮;316L不銹鋼的低溫切削研究[D];太原科技大學(xué);2010年

4 劉安虎;低溫冷風(fēng)車削合金鋼的切削機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2008年

5 龍新延;刀具槽型結(jié)構(gòu)及表面涂層對切削過程影響的仿真研究[D];四川大學(xué);2007年

6 吳克忠;可轉(zhuǎn)位刀片三維斷屑槽的研究及設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2005年

7 劉二亮;三維復(fù)雜槽型車刀片測量方法及切屑折斷機(jī)理的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2003年

，

本文編號：1193266