基于DEFORM-3D的金属锯切过程力能仿真研究.pdf

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1、DesignandResea『ch设计与研究基于DEFORM一3D的金属锯切过程力能仿真研究唐进元林学杰唐健杰楼江雷(中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：运用金属切削力学理论与方法对圆锯机锯切过程的力能参数进行理论计算，得到锯切过程的平均锯切力和平均锯切功率。基于DEFORM一3D软件建立金属锯切有限元模型，仿真得到平均锯切力值，与理论计算得到的平均锯切力误差为3．5％；实验得到圆锯机主电动机锯切过程中的平均锯切功率值，与理论计算得到的平均锯切功率误差为3．8％。力能参数理论计算、DEFORM-3D有限元仿真、实验测试数据对比，表明用DEFoRM一3D

2、有限元研究金属锯切机理是一种可行的方法。为锯切机理的研究提供了参考。关键词：锯切力能参数有功功率DEFORM一3D仿真中图分类号：TG333．2+1文献标识码：AForcetheorysimulationresearchofmetalcuttingprocessbasedonDEFORM一3DsoftwareTANGJinyuan，LINXuejie，TANGJianjie，LOUJianglei(HighPerformanceComplexManufacturingStateKeyLaboratory，CentralSouthUniversity，Changsha410083，C

3、HN)Abstract：Implementingatheoreticalcalculationontheparametersofcircularsawingmachinesawingprocesswiththemetalcuttingmechanicsforcetheoryandmethodistogettheaveragecuttingforceandtheaveragecuttingpowerofthesawingprocess．BasedonDEFORM-3Dsoftware，themetalsawingfiniteelementmodelissetupbysimulatin

4、gtogettheaveragecuttingforce，theerrorofwhichcomparedtothecalcu—latedaveragecuttingforceis3．5％．Comparedtothetheoreticalaveragecuttingpower，theerroroftheaveragecuttingpowerofthecircularsawmainmotorsawingprocessis3．8％．Fromthecomparisonoftheforceandenergyparameterstheoreticalcalculations，DEFORM一3D

5、finiteelementsimulationandex—perimentaldata，itisdemonstratedthatdoingaresearchonmetalcuttingmechanismwithDEFORM-3Dfiniteelementsimulationisaviablewayandprovidesareferenceforthestudyofthecuttingmechanism．Keywords：Sawing；ForceandEnergyParameters：ActivePower；DEFORM-3DSimulation硬质合金圆锯机加工性能优越，具有高切削

6、效率1圆锯机力能参数计算和高切削精度等优点，广泛应用于金属材料批量下料。为深入研究锯切过程机理，本文采用力能参数理论计以某型号的圆锯机锯切45号圆钢为研究对象，进算和DEFORM一3D有限元仿真两种方法对锯切过程行圆锯机力能参数计算研究。圆钢半径R=125mm，进行研究。运用金属切削力学理论与方法进行理论计硬质合金圆锯片直径D=1020mm，共60个齿，由30算，得到锯切过程的平均锯切力和平均锯切功率等数对狼牙齿组成。主要加工参数包括锯片转速n=48据。运用DEFORM一3D软件进行切削仿真，得到平均r／min，锯片水平进给速度u=180mm／min。运用金属锯切力等数据。为金属锯

7、切方面的研究工作提供有效切削力学理论与方法，计算得到锯切过程的平均锯切的参考。力和平均锯切功率等数据。用参考文献[1—2]给出的计算公式，进行圆锯机锯切过程力能参数计算。国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB706800)资助；‘⋯z年幂O朋1．1锯切过程的结构参数和运动参数表1压缩变形阻力方程的系数表如图1所示，西1020mm锯片水平移动锯切+25o含碳量0c／(％)．410．2OO．230．310．450．610．971．16mm圆钢，圆钢放置于