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

1、金屬切削在機械制造加工方法中占主導(dǎo)地位,其機理分析成果在實際生產(chǎn)中為優(yōu)化切削參數(shù)、預(yù)測切削系統(tǒng)振動、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關(guān)鍵參數(shù),切削領(lǐng)域的幾乎所有計算都與它們相關(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Schulz經(jīng)驗公式建立刀具/切屑摩擦角與剪切角的函數(shù)關(guān)系式,對Merchant剪切角計算模型進行了改進,使其理論分析更加完善。通過與經(jīng)典剪切角分析模型的計算結(jié)果以及國外學(xué)者的實驗數(shù)據(jù)作對比,驗證了本文對Merchant切削理論改進的有效性。
　　接著,在該理論的基礎(chǔ)上建立了直角切削力預(yù)測模型,并利用該切削模型去預(yù)測相關(guān)金屬材料的直角切削力,通過與國外學(xué)者的直角切削實

3、驗數(shù)據(jù)對比,驗證了直角切削力預(yù)測模型的有效性,并對其中存在的誤差進行了分析。同時也在有限元仿真軟件上模擬了直角切削過程,研究了切削要素和刀具幾何形狀對切削力與溫度的影響,并對仿真結(jié)果作了對比與分析,驗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)測當(dāng)中,建立了車削力的預(yù)測模型,通過與相關(guān)文獻中車削力實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式計算結(jié)果作對比,驗證了本文所建立的車削力預(yù)測模型