基于DEFORM的刀具几何参数与切削力关系的研究.pdf

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1、第11期组合机床与自动化加工技术No．112014年11月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2014文章编号：1001—2265(2014)11—0011—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．11．003基于DEFORM的刀具几何参数与切削力关系的研究术魏效玲，王剑锋(河北工程大学机电工程学院，河北邯郸056038)摘要：切削力是切削过程中重要的参数之一，它对工件的加工精度、加工所消耗的功率及刀具的磨损程度等方面都有着重要的影响。

2、影响切削力的因素是多方面的，如工件材料的性能、刀具的几何参数、切削用量的影响、切削液的使用情况等等¨。文章以镍基合金为切削载体、以DEFORM为仿真平台，建立切削仿真模型，研究了刀具角度对切削力的影响，仿真结果与实际切削过程一致，验证了仿真的有效性，从而为研究者提供了一种实验成本低、实验时间短的方法来确定切削刀具工作角度。关键词：DEFORM；切削力；刀具几何角度；有限元仿真中图分类号：TH164；TG65文献标识码：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属切削时，刀具切除工件上的多余金属所需要1．1工件sn；rJ具的几何模型的建立的力称为切削力。它的主要来源有以下几个方面：一图1为在DEFORM环境下，

6、Inconel718切削有限是使工件产生塑性变形；二是同时刀具在工件表面移元几何模型。为了节省仿真时间，在分析刀具前角和动需要平衡其摩擦力；影响切削力的因素是多方面的，后角对切削力影响时，可在二维平面下进行。在DE—本文主要研究刀具的几何参数给切削力带来的影响。ROM2D中，刀具可以直接输入参数定义如图2，在本本文中作者以镍基合金Inconel718为材料载体，以文中，作者分析前、后角两组不同数据对切削力的影DEFORM为有限元仿真平台，分析不同刀具几何角度响，如表1(其它参数保持不变)。下对切削力的影响，从而帮助技术人员更好地提高加

7、工效率，同时与相关文献作和实际切削情况对比，问接证明仿真模型的有效性。DEFORM常用于分析和仿真金属材料的成形以及在热处理条件下材料的物理性能变化。使用有限元软件在计算机上进行仿真模拟，可以极大地辅助工程师分析和了解材料成型过程，可以减少昂贵的现场试切削生产材料和人工成本，并缩短产品的研发周期，提高企业效益。图1切削有限元模型(上：2D下：3D)收稿Et期：2014—05—29基金项目：国家自然科学基金资助项目(61240050)作者简介：魏效玲(1963一)，女，河北邯郸人，河北工程大学教授，从事机械制造及自动化方面的研究，(E—

8、mail)wxlcsm@163．COWl；通讯作者：王剑锋(1989一)，男，长沙人，河北工程大学在读研究生，研究方向为机械制造及自动化，(E—mail)42579628@qq．eom。