The invention discloses an accelerated test method for the fatigue deformation of the knife rod, which includes: determining the number of the fatigue deformation axis of the cutter bar during the cutting process according to the number of the cutter teeth, using the equivalent test method of the single axial and sequential vibration, and the dynamic load that the tool rod bears in the actual cutting process is static load, and the calculation tool rod is actually subjected to the calculation. The tool bar model is set up in CAD, and the tool bar model is introduced into the finite element software ANSYS to analyze the maximum load that can be applied under the condition that the failure mechanism of the cutter bar is kept constant, the mode of the tool bar is analyzed, the size and the frequency of the loading load are determined in the acceleration test, and the loading device and the testing device are selected. The ultra high frequency testing machine platform was built to test the deformation of the tool bar, and the data were recorded and analyzed. The fatigue deformation acceleration model was established and the SN curve of the fatigue deformation of the tool rod was drawn.
【技术实现步骤摘要】
一种刀杆疲劳变形加速试验方法
本专利技术属于刀具疲劳寿命研究领域,涉及一种刀杆疲劳变形加速试验方法。
技术介绍
刀具作为金属切削加工的必备要素,广泛应用于现代机械制造领域。作为机床实现切削加工的直接执行者,刀具经常在高频、高速、高温、冲击等恶劣工况下连续工作数小时,导致刀杆在切削过程中发生疲劳变形失效,无法满足切削精度。针对该问题,对刀杆进行疲劳试验研究,获取刀杆的变形寿命曲线,可以准确的预估刀杆正常工作时间,有效降低刀杆疲劳变形失效造成零件加工误差而产生的经济损失。传统的疲劳试验能够得到刀杆变形和寿命间的关系,但由于刀杆失效时间较长,以模拟正常工况进行疲劳试验需要耗费较大的人力物力和较长的时间。通过疲劳变形加速试验可以缩短试验时间,但是刀杆的工作频率较高,目前市面上疲劳试验机的极限频率普遍低于200HZ,无法达到加速试验中高频率的要求。考虑到试验成本,有必要设计一种新的刀杆疲劳变形加速试验方案和对应的加速试验装置,以便加速获取刀杆变形寿命曲线,为刀具切削过程中寿命的预测提供有效参考。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服刀杆疲劳试验周期长、普通疲劳试验机频率过低无法满足加速试验等问题,提供一种刀杆疲劳变形加速试验方法,该方法可操作性强、成本低,通过模块化的疲劳变形加速试验平台可有效获取刀杆变形寿命曲线,预测刀杆失效时间。为了解决上述存在的问题实现上述目的,本专利技术采用了以下技术方案:一种刀杆疲劳变形加速试验方法,该方法内容包括如下步骤:(1)根据刀齿数确定刀杆在切削过程中的疲劳变形轴数,采用单轴向依次振动的等效试验方法,将多轴试验问题简化成单轴试验问题; ...
【技术保护点】
1.一种刀杆疲劳变形加速试验方法,其特征在于:该方法内容包括如下步骤:(1)根据刀齿数确定刀杆在切削过程中的疲劳变形轴数,采用单轴向依次振动的等效试验方法,将多轴试验问题简化成单轴试验问题;此时,刀杆切削工况可简化为一根悬臂圆柱光杆,顶部固定,底部承受动态切削力;(2)将刀杆在实际切削过程中承受的动态载荷等效为静态载荷;(3)计算刀杆实际受载频率;假设刀杆上装夹X个刀齿,将刀杆正常切削时旋转一周的X个载荷周期简化为弯曲变形的1个载荷周期,即刀杆失效简化为弯曲疲劳变形失效,根据式(1)计算出刀杆在正常工况下的受载频率,f=(n*X)/60 (1)其中n为刀杆工常工作时的转速;X为刀杆上的刀齿数;(4)在CAD中建立刀杆模型,并将该刀杆模型导入有限元软件ANSYS中,分析在保证刀杆失效机理不变的情况下能够施加的最大载荷,分析刀杆的模态,以防止加速试验中产生共振,仿真分析刀杆在等效工况后的寿命,并与实际工况寿命进行对比;(5)根据步骤(4)的最大载荷和模态仿真分析结果确定加速试验时施加载荷的大小及频率的高低;(6)依据步骤(5)确定的载荷大小和频率高低,选择合适的加载制动器作为加载装置;依 ...
【技术特征摘要】
1.一种刀杆疲劳变形加速试验方法,其特征在于:该方法内容包括如下步骤:(1)根据刀齿数确定刀杆在切削过程中的疲劳变形轴数,采用单轴向依次振动的等效试验方法,将多轴试验问题简化成单轴试验问题;此时,刀杆切削工况可简化为一根悬臂圆柱光杆,顶部固定,底部承受动态切削力;(2)将刀杆在实际切削过程中承受的动态载荷等效为静态载荷;(3)计算刀杆实际受载频率;假设刀杆上装夹X个刀齿,将刀杆正常切削时旋转一周的X个载荷周期简化为弯曲变形的1个载荷周期,即刀杆失效简化为弯曲疲劳变形失效,根据式(1)计算出刀杆在正常工况下的受载频率,f=(n*X)/60(1)其中n为刀杆工常工作时的转速;X为刀杆上的刀齿数;(4)在CAD中建立刀杆模型,并将该刀杆模型导入有限元软件ANSYS中,分析在保证刀杆失效机理不变的情况下能够施加的最大载荷,分析刀杆的模态,以防止加速试验中产生共振,仿真分析刀杆在等效工况后的寿命,并与实际工况寿命进行对比...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴凤和,裴国斌,王朝华,孙银旭,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:河北,13
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