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一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法技术

技术编号:43519228 阅读:24 留言:0更新日期:2024-12-03 12:09
本发明专利技术涉及粉末冶金领域与刀具加工领域,特别是车刀片以斜角切削模式切削时的有限元拟合方法。在有限元仿真模拟计算过程中,通过刀具‑工件几何位置关系模块嵌入斜角切削模式;利用背前角BR、侧前角SR及侧刃倾角SCEA三个参数来代入刀具的刃倾角λ<subgt;s</subgt;,实现斜角切削模式下的拟合计算。结合有限元软件中的工件材料模型、切削分离准则、刀屑摩擦模型、刀具磨损模型和切屑断裂准则的选择,构建金属陶瓷或硬质合金刀具斜角切削过程的有限元模拟方法。该方法提供一种具有三维复杂断屑槽结构的车刀片斜角切削时的切削力和切削热的准确计算及断屑槽结构的优化方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉末冶金领域与刀具加工领域,具体涉及一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法


技术介绍

1、切削加工过程是一个高度的动态性、非线性的工艺过程,其理论和实验研究涉及材料学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、热力学和摩擦学等相关知识。目前的有限元数值模拟多集中在二维正交切削过程,不考虑刀具刃倾角 λs的影响。但是生产实际的切削加工过程中几乎都是三维斜角切削,刀具的刃倾角 λs≠0。因此,具有三维复杂断屑槽的刀具前刀面为复杂的曲面,采用经典二维正交切削计算公式对切削过程的定量描述具有较高的误差。

2、刀具产品的使用寿命、材料去除效率是机加工客户对刀具的主要关注因素。具有三维复杂断屑槽结构的车刀片的切削过程中,在刃倾角 λs<0的情况下,刃口的强度更高。且传统的二维正交切削方法中,切削工具与工件的接触区域相对较小,材料去除率低、切削力集中,且在处理具有复杂形状或硬质材料的工件时,二维正交切削方法表现往往不尽如人意,这在高精度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤一、热弹塑性变形耦合关系式包括;

3.根据权利要求1中所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤一、对刀具施加位移增量,通过工件和刀具之间的接触变形获得单元应力和切削力;工件的边界条件为指定位移和每个增量步骤期间的接触摩擦而产生的表面牵引力的混合集。

4.根据权利要求1所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤二、斜角切削模...

【技术特征摘要】

1.一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤一、热弹塑性变形耦合关系式包括;

3.根据权利要求1中所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤一、对刀具施加位移增量,通过工件和刀具之间的接触变形获得单元应力和切削力;工件的边界条件为指定位移和每个增量步骤期间的接触摩擦而产生的表面牵引力的混合集。

4.根据权利要求1所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于,所述步骤二、斜角切削模型中采用pre-pse-pne正交平面参考系,其中,pre为基面,垂直于切削速度;pse是刀具的切削平面,与切削刃相交并与切削速度方向平行;pne是法平面,垂直于切削刃,刀具主切削刃与pre在pse上投影间的夹角为刃倾角λs;

5.根据权利要求4所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于:背前角br、侧前角sr及侧刃倾角基于刀片前刀面、刀刃λo与刀杆的、间所产生的安装角度:

6.根据权利要求4所述一种在有限元拟合分析中嵌入斜角切削模式的方法,其特征在于:所述步骤三,根据切削用量参数中的背吃刀量和进给量数值进行建模模拟计算,网格划分方法采用单元和网格密度窗口;选择工件材料模型和切屑分离准则,建立刀具...

【专利技术属性】
技术研发人员:石增敏袁佳俊邓李辰贵张大勇余淑雯陈千禧李海雄戴雷
申请(专利权)人:三峡大学
类型:发明
国别省市:

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