鉆削過(guò)程的塑性有限元數(shù)值模擬.pdf

1、隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,對(duì)加工精度要求越來(lái)越高,精密加工技術(shù)越發(fā)重要. 孔的精密加工作為精密加工技術(shù)重要內(nèi)容,在機(jī)械加工中具有重要地位.隨著精密加工的發(fā)展,對(duì)孔的鉆削加工工藝和技術(shù)的要求越來(lái)越高,迫切需要對(duì)鉆削加工技術(shù)作進(jìn)一步研究.在切削過(guò)程和切屑形成方面的研究,有限元方法已經(jīng)被證明是非常有效的一種方法,這種方法通過(guò)在計(jì)算機(jī)上模擬來(lái)部分代替費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的實(shí)驗(yàn).有限元方法于70年代開始應(yīng)用于切削工藝的模擬,在金屬切削的有限元模擬分析方面

2、,許多外國(guó)學(xué)者已經(jīng)作了大量的研究工作,建立了諸多簡(jiǎn)化的有限元模型.由于鉆孔工具及加工過(guò)程的復(fù)雜性,鉆削加工動(dòng)態(tài)模擬方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道.大多學(xué)者在應(yīng)用有限元模擬鉆削時(shí),都將之簡(jiǎn)化為直角切削.而且大部分的研究者都只局限于切削機(jī)理的研究,對(duì)于成形工件加工質(zhì)量的研究較少. 麻花鉆和槍鉆是鉆削加工中兩種最普通的加工工具,本文采用有限元分析軟件DEFORM-3D,建立了麻花鉆和槍鉆鉆削的三維有限元模型,用有限元方法動(dòng)態(tài)模擬了鉆削加工過(guò)程,獲

3、得了麻花鉆和槍鉆加工過(guò)程中的連續(xù)切屑,驗(yàn)證了鉆削過(guò)程動(dòng)態(tài)有限元模擬的可行性；分析預(yù)測(cè)了加工過(guò)程中工件的應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變速率、溫度分布以及刀具所受的扭矩,分析比較了不同鉆削速度下工件的溫度變化以及應(yīng)變和應(yīng)變率的變化情況；計(jì)算預(yù)測(cè)了鉆削過(guò)程中麻花鉆的應(yīng)力和變形.通過(guò)比較這兩種加工刀具在鉆削模擬過(guò)程所受的變形和應(yīng)力進(jìn)而間接分析了他們垂直度的差別. 模擬結(jié)果表明,在麻花鉆和槍鉆鉆削中,工件具有相似的應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng),溫度分布,材料流動(dòng)以及切