基于DEFORM的刀具幾何參數(shù)與切削力關(guān)系的研究.pdf

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1、第11期組合機床與自動化加工技術(shù)No．112014年11月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2014文章編號：1001—2265(2014)11—0011—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．11．003基于DEFORM的刀具幾何參數(shù)與切削力關(guān)系的研究術(shù)魏效玲，王劍鋒(河北工程大學機電工程學院，河北邯鄲056038)摘要：切削力是切削過程中重要的參數(shù)之一，它對工件的加工精度、加工所消耗的功率及刀具的磨損程度等方面都有著重要的影響。

2、影響切削力的因素是多方面的，如工件材料的性能、刀具的幾何參數(shù)、切削用量的影響、切削液的使用情況等等¨。文章以鎳基合金為切削載體、以DEFORM為仿真平臺，建立切削仿真模型，研究了刀具角度對切削力的影響，仿真結(jié)果與實際切削過程一致，驗證了仿真的有效性，從而為研究者提供了一種實驗成本低、實驗時間短的方法來確定切削刀具工作角度。關(guān)鍵詞：DEFORM；切削力；刀具幾何角度；有限元仿真中圖分類號：TH164；TG65文獻標識碼：AAStudyonCuttingParametersandCuttingForceBasedonDEFORM‘WEIX

3、iao．1ing．WANGJian—feng(CollageofMechanicalandElectricalEngineering，HeibeiUniversityofEngineering，HandanHebei056038，China)Abstract：Cuttingforceisoneofthemostimportantparametersinthecuttingprocess，andithasgreatinflu-encesonmachiningprecision，thepowermachinetoolandSOon．The

4、rearemanyfactorstoinfuencethecuttingforce，suchasthepropertiesofmaterial，theangleoftoolandthecuttingparameters．Inthispaper，theauthorhasestablishedacuttingsimulationmodeltostudytherelationshipbetweenangleoftoolandcut—ringforce．Finally，theresultsofsimulationandcuttingproce

5、ssinthefactorieshavereachedagreement，whichprovedthereliabilityofsimulationandofferedresearchersdataforthefurtherstudy．Keywords：DEFORM；cuttingforce；angle—ofcuttingtool；FEMsimulation0引言1切削仿真模型的建立金屬切削時，刀具切除工件上的多余金屬所需要1．1工件sn；rJ具的幾何模型的建立的力稱為切削力。它的主要來源有以下幾個方面：一圖1為在DEFORM環(huán)境下，

6、Inconel718切削有限是使工件產(chǎn)生塑性變形；二是同時刀具在工件表面移元幾何模型。為了節(jié)省仿真時間，在分析刀具前角和動需要平衡其摩擦力；影響切削力的因素是多方面的，后角對切削力影響時，可在二維平面下進行。在DE—本文主要研究刀具的幾何參數(shù)給切削力帶來的影響。ROM2D中，刀具可以直接輸入?yún)?shù)定義如圖2，在本本文中作者以鎳基合金Inconel718為材料載體，以文中，作者分析前、后角兩組不同數(shù)據(jù)對切削力的影DEFORM為有限元仿真平臺，分析不同刀具幾何角度響，如表1(其它參數(shù)保持不變)。下對切削力的影響，從而幫助技術(shù)人員更好地提高加

7、工效率，同時與相關(guān)文獻作和實際切削情況對比，問接證明仿真模型的有效性。DEFORM常用于分析和仿真金屬材料的成形以及在熱處理條件下材料的物理性能變化。使用有限元軟件在計算機上進行仿真模擬，可以極大地輔助工程師分析和了解材料成型過程，可以減少昂貴的現(xiàn)場試切削生產(chǎn)材料和人工成本，并縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高企業(yè)效益。圖1切削有限元模型(上：2D下：3D)收稿Et期：2014—05—29基金項目：國家自然科學基金資助項目(61240050)作者簡介：魏效玲(1963一)，女，河北邯鄲人，河北工程大學教授，從事機械制造及自動化方面的研究，(E—

8、mail)wxlcsm@163．COWl；通訊作者：王劍鋒(1989一)，男，長沙人，河北工程大學在讀研究生，研究方向為機械制造及自動化，(E—mail)42579628@qq．eom。