可转位浅孔钻非稳态钻削的数值仿真研究

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可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时产生径向合力,从而影响了被加工孔的质量。故最大限度的减小加工时的径向合力成为浅孔钻设计与制造中要解决的关键问题。 本论文将浅孔钻钻削加工分为两个状态过程:稳态加工和非稳态加工,稳态加工是指浅孔钻钻头完全钻入被加工工件的状态;非稳态又分为钻入和钻出两个过程,钻入过程是指浅孔钻刚接触被加工工件表面到完全钻入工件,将其分为5个阶段进行研究;钻出过程是指浅孔钻刚钻出工件表面到完全钻出的过程,将此过程分为3个阶段进行了研究。浅孔钻钻削时径向力的产生,使浅孔钻在稳态加工时整个钻头偏斜、孔径扩大,非稳态加工时产生“喇叭口”。 本论文采用向量矩阵法建立了浅孔钻切削部分几何参数分析模型,采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法建立了浅孔钻切削力预报数学模型。利用有限元分析软件ANSYS中的优化模块对刀片的5个安装参数进行了优化,目的是使浅孔钻在稳态加工时径向合力最小。并利用分析模块建立刀体的有限元模型,分析并得到了浅孔钻在稳态加工时钻头的应力应变分布,进一步得到孔径的扩大量,并在此基础上预报浅孔钻非稳态加工时被加工孔的理论扩大量。为了预报内外刀片的应力分布情况,建立了内外刀片的有限元模型,利用Matlab对刀片在优化后稳态加工时有效切削刃的载荷分布进行了多项式拟合,并进行了应力分析。改变切削用量对五个安装参数重新
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