基于ABAQUS的进给方向毛刺形成及控制研究.pdf

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1、基子ABAQUS的进给方向毛刺形成及控制研究口袁振剑口石贵峰口黄娟口王贵成江苏大学机械工程学院江苏镇江212013摘要：微细切削过程中产生的毛刺是影响工件的配合、降低工件的尺寸精度和表面质量的主要因素之一。运用有限元分析软件ABAQUS，对AISI4340钢进行微细切削模拟，以车削进给方向毛刺为研究对象，通过建立正交试验，分析了刀具前角、切削速度和切削深度对毛刺高度的影响。结果表明．切削深度对毛刺高度值的影响显著，刀具前角和切削速度的影响相对较弱。研究结果为合理选择刀具几何角度和切削参数提供了理论

2、指导关键词：微细切削ABAQUS正交试验毛刺中图分类号：TH162；TG501．2文献标志码：A文章编号：1000—4998f2016103—0026—03痕对两种材料表面进行测试，发现无论压力大小．弹塑1研制现状性变形总是同时发生，从而提出毛刺是不可能完全去微细切削毛刺对工件的尺寸精度和形位精度有着除的，试验还发现，当切削厚度小到一定量时，即使没很大的影响，同时还会降低工件的使用性能和寿命。因有切屑产生。切削完成后仍然会产生毛刺WYENCF此，在产品的生产过程中要进行去毛刺加工。等_6通过铣削钛

3、合金Ti6A14V，分析研究了切削刃钝圆国内外学者对毛刺形成机理及消除毛刺的方法作半径对工件表面质量和毛刺形成的影响．发现在逆铣了很多研究。孙雅洲等⋯通过立铣沟槽实验．研究了切过程中，毛刺会随着切削刃钝圆半径的增大而增大：但削参数对毛刺形成的影响，发现逆铣和顺铣会在槽顶是在顺铣过程中，部分毛刺会连同切屑一起被切除。朱端棱边产生不同的毛刺形态，通常．逆铣产生的顶端毛云明等通过有限元分析了毛刺的形成机理．把毛刺刺比顺铣的要小，毛刺尺寸会随着背吃刀量和进给量的形成过程分成3个不同的阶段，即稳态切削阶段、

4、支的增加而增大，其中背吃刀量主要影响顺铣切入毛刺，点形成阶段和毛刺最后形成阶段，并提出了负剪切角进给量主要影响逆铣和顺铣顶端毛刺。LEEK等使和负变形区的概念。沈钦西等[8]对少无毛刺切削技术用硬质合金微铣刀铣孔，研究了顶部毛刺的形成机理．进行了系统概述，并给出了主动控制或减小切削毛刺将毛刺的大小和种类视作切削参数的函数．分析了进的基本原则和主要途径，指出少无毛刺加工要遵循精给量对毛刺高度的影响，提出了刀具磨损和毛刺高度度原则、效率原则和位置原则。对端面倒角法、切削终的相关性，建立了毛刺高度和刀具

5、寿命的预测模型。王端部挡板法和工件叠加法在减小毛刺加工中的应用进建强l3以精密零组件的铣削加工为研究对象．建立了行了详细说明。KUNDUS等通过给工件提供支撑．进给速度、切削速度和切削深度的3因素3水平试验．研究了钻孑L过程中毛刺最小化的切削参数选择．试验通过信噪比分析，选取的切削参数组合有效地减小了综合考虑了切削速度、进给量和加工环境3个因素的毛刺高度，采用优化的切削参数组合进行切削试验。得影响，发现在有支撑的情况下，毛刺高度值得到了大幅到的毛刺高度值与预估值误差为13．12％．试验证明了减小，

6、通过方差分析发现。切削速度和加工环境对毛刺田口方法在优化切削参数方面的合理性。SAAJIK尺寸大小的影响更为显著。熊勇华等[1O利用有限元分等l4研究了侧边角和铣刀锥角对微铣削过程中产生顶析软件对金属切削过程做了二维切削数值模拟。分析部毛刺大小的影响，研究发现，随着侧边角和铣刀锥角了刀具几何角度和切削用量对毛刺尺寸大小影响的一的增大，毛刺尺寸的大小显著减小．原因是侧边角的增般规律。大，使工件侧边的强度增大，铣刀锥角的增大，加大了根据切削运动一刀具切削刃毛刺分类体系．毛刺可刀具的有效前角。FANGF

7、Z等E5通过金刚石刀具飞分为切削方向毛刺、进给方向毛刺和两侧方向毛刺等刀切削黄铜和钢材试验，研究了材料、最小切削厚度和3大类6种形式⋯]。车削加工中，尤以进给方向毛刺尺刀刃钝圆半径对毛刺形成的影响．试验中采用纳米压寸最大，影响也最大。笔者以切削进给方向毛刺的高度收稿日期：2o15年9月值为研究对象。运用有限元分析软件ABAQus对2016／3机械制造54卷第619期AISI4340钢进行二维切削数值模拟．模拟中对影响切工件的网格，切削加工中进给方向毛刺生成的切削因素进行正交试验。削层网格划分较密．

8、既保证了计2微细切削仿真的建模理论算结果的正确2．1工件材料的本构模型性，也控制了运笔者采用Johnson—cook模型作为工件材料的本构算时间。对工件模型。金属切削过程伴随着高温、大应变和大应变率的底部全自由度约束，给予刀具▲图l切削模型弹塑性变形发生．该模型将材料的流力应变看作是应变、应变率和温度的函数：方向平动速度，即切削速度。切削模型如图1所示。：[A+()][I+C1n()】(1一)(1)3模拟试验的建立式中：为等效应力；为等效塑性应变；为等效3．1正交试验塑性应变率；T