整體硬質(zhì)合金立銑刀高速切削溫度場(chǎng)建模及仿真研究.pdf

1、高速刀具是實(shí)現(xiàn)高速銑削的關(guān)鍵因素。高速銑削過程中刀具會(huì)因銑削溫度、熱力耦合場(chǎng)影響等因素而發(fā)生破損。由于高速合金立銑刀在汽車、航天、模具等行業(yè)的應(yīng)用，高速銑削技術(shù)將成為每個(gè)國(guó)家先進(jìn)制造水平的重要標(biāo)志之一。銑削溫度作為加工過程中的物性指標(biāo)，是影響銑削刀具磨損和破損的重要因素。因此，本文針對(duì)整體硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削時(shí)的溫度場(chǎng)進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，運(yùn)用螺旋線螺旋面理論，基于立銑刀的結(jié)構(gòu)特征，通過端面輪廓沿立銑刀刃線掃描，建立了立

2、銑刀三維螺旋面。銑刀刃口特征的參數(shù)由軟件實(shí)測(cè)得到，完成整體立銑刀三維模型的建立。
　　其次，側(cè)銑是立銑刀常態(tài)的切削方式，但橫刃也同時(shí)參加切削，所以它屬于斜角自由切削。本論文在溫度建模時(shí)，也考慮橫刃切削產(chǎn)生的熱量，通過立銑刀橫刃不等厚度切削建立了橫刃溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型；通過線熱源微元沿著立銑刀螺旋刃的軌跡進(jìn)行軸向積分，建立了立銑刀側(cè)刃的溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型。由橫刃和側(cè)刃的溫度場(chǎng)疊加，完成整個(gè)立銑刀溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型，最后對(duì)立銑刀的積分限進(jìn)行了界定

3、。
　　然后，進(jìn)行平底銑刀溫度場(chǎng)仿真分析。在立銑刀刀-屑接觸面一步一步施加線性熱載荷，經(jīng)求解得到立銑刀隨相位變化的溫度分布狀況。隨著立銑刀銑削相位的不斷變化，立銑刀最大溫度始終分布在立銑刀刀尖，在立銑刀的前刀面距離刃口一定位置也存在較高的溫度分布。在螺旋面溝槽產(chǎn)生高溫點(diǎn)是由摩擦熱源及剪切熱源共同作用引起的，在立銑刀刀尖產(chǎn)生最大溫度是由于側(cè)刃和橫刃的剪切熱源及摩擦熱源熱量積聚作用而引起的。剪切熱源和摩擦熱源隨著銑削過程的深入而不斷增