基于FEM的可转位浅孔钻钻削应力分析.pdf

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1、第3期机械设计与制造2010年3月MachineryDesign&Manufacturel57文章编号：1001～3997(2010)03—0157—03基于FEM的可转位浅孔钻钻削应力分析木陈朴扈光涛吴能章(西华大学机械工程与自动化学院，成都610039)StressanalysisofadrillwithindexableinsertsduringdrillingbasedonFEMCHENPu，HUGuang-tao，WUNeng-zhang(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUnive

2、rsity，Chengdu610039，China)r【摘要】以安装两片硬质合金刀片的可转位浅孔钻为例，对浅孔钻的刀片所受应力进行了研究。根j据内外两个刀片的切削刃在加工中的实际状态，分别对其建立有限元模型，利用Matlab对刀片在优化后!j稳态加工时有效切削7,／的载荷分布进行了多项式拟合，并进行了应力分析；在不同切削用量时对刀片的Ij应力变化情况进行了数值仿真。为浅孔钻结构(主要是刀片槽形)设计、使用的刀片的几何参数的确定，以{!及加工中切削用量的选用等提供了理论模型和可供参考的结构参数，而且所建立的模型和所采用的研究；；方法为其它类型的可转位刀具切

3、削力的计算与数值仿真提供了可供借鉴的途径。ij关键词：可转位浅孔钻；刀片；有限元；数值仿真；切削用量；；【Abstract】Takingadrillwithtwoindexablecarbideinserts帆example，theauthorsinvestigatedthe；!stressesalongthecuttingedgesofthedrilLAccordingtothepracticalstatealongthecuttinge@esofthetwoj；insertsduringdrilling，FEMmodelswerecreatedfor

4、twoinsertsrespectiveThestressdistributionalongthe；：activee@eWaSfittedusingnpolynomialfromMatlabforsteadystateafteroptimizationandstressanalysis?；alsoconducted．Thestressvariationalongthecuttinge@esoftheinsertswassimulatedfordifferentcut-j?tingparameters．Theresultattainedfromthestu

5、dywillprovideatheoreticalmodelandstructureparameters?jrthestructuredesign，thedeterminationoftheinsertgeometricparametersusedandthecuttingparametersj÷selecti。nofthedrillThedevelopedmodelandtheresearchmeth。demployedcanbe“sedforreferencefor{jthecuttingforcescalculationandnumericalsi

6、mulationofanothertypeofcuttingtoolswithindexableinserts．jlKeywords：Drillwithindexableinserts；Insert；Finiteelement；Numericalsimulation；Cutting}~aprameetrsrI．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．中图分类号：TH16，TG7文献标识码：A1引言2可转位浅孔钻及其刀片结构可转位浅孔钻是一种在切削部分安装硬质合金可

7、转位刀片浅孔及刀片结构，如图1所示。浅孔钻钻头体上不对称安装的钻头，浅孔钻所用刀片的形状为四边形、三边形、等边不等角六了两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片。内刀片少量过钻边形、菱形和圆形等。但国内多采用四边形和等边不等角六边形心，内外两个刀片相互搭接以完成对孔的加工。根据加工中的特刀片，在‘p(18—50)mm浅孔钻上通常安装两个刀片，一个外刀片征将两个刀片的4条切削刃分成了若干小段。内刀片右切削刃分与一个内刀片相互搭接，把被加工孔径分成四个或两个部分。可成三段进行分析：非搭接段、搭接段和非切削段，左刃分成三段：转位浅孔钻与麻花钻相比，有孔的加工质量

8、好、生产率高且刀具非过心段、过心段和非切削段；外刀片左刃分为三段：非搭接段、制造