多切削刃刀具磨损特性分析及改善措施研究.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22013年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2013文章编号：1001—2265(2013)02—0132—05多切削刃刀具磨损特性分析及改善措施研究于海跃，张荣闯，王军，孙军，徐君(1．沈阳建筑大学交通与机械工程学院，沈阳110168；2．东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819)摘要：为了研究刀具多刃参与切削加工过程中两相邻直线切削刃的过渡圆弧处磨损过于严重的原因，从而提出减少圆弧刃的磨损程度的改善措施。利用有限元软件Deform-3D

2、，以滚刀三维模型为例，通过合理简化有限元模型，分析了多切削刃切削过程中切屑的流动状态及压强和热力场。仿真结果表明：造成多切削刃刀具圆弧刃磨损严重的最主要原因是该处散热差，热积累严重；增加圆弧刃半径和给刀具添加特定涂层可以改善该处散热，减小圆弧刃磨损。该研究结果对多切削刃刀具的设计和制造有一定指导意义。关键词：多刃切削；切削温度；刀具磨损；刀具涂层中图分类号：TG71文献标识码：AAnalysisofWearCharacteristicofMulti-flankChipFormationToolandtheResearchonImprovementMeasure

3、sYUHai-yue，ZHANGRong-chuang，WANGJun，SUNJun，XUJun(1．TrafficandMechanicalEngineeringschool，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China；2．SchoolofMechanicalandAutomation，NortheasternUniwersity，Shenyang110819，China)Abstract：Thereasonsofexcessivewearatthecornerradiusoftoolincuttingpro

4、cesseswithmulti—flankchipformationwerestudiedinthepaper．Deform-3Dofthefiniteelementanalysissoftwarewasem—ployedtoanalyzethechipflow，pressureandtemperatureusingthree—dimensionalmodelofthehobasanexampleduringtheFEAprocessthathavebeensimplifiedreasonably．Themainreasonofitsspecialwearis

5、thebadheat—dissipatingconditionatthecomerradiusoftoo1．Tworeducingwearwaysofincreas—ingtheradiusofcircularcuttingedgeandusingparticularcoatingwereputforward，whichhaveprovedbytheresultofsimulation．Theresearchresultshaveguidingsignificancefordesignandmanufacturingofmulti—flankchipforma

6、tiontoo1．Keywords：multi—flankchipformation；cuttingtemperature；toolwear；toolcoating未对其磨损特性进行深入研究。RitzKlocke对多O引言切削刃刀具的磨损特性进行了研究，但没有提出改多切削刃切削是刀具在加工时，多个直线刃及善方案。本文不仅分析了多切削刃刀具磨损的特其过渡圆弧刃同时对工件进行切削。在多切削刃切点，找出了造成该特点的主要原因，而且对改善磨损削过程中，参与切削的两相邻直线刃之间的过渡弧方案进行了研究。磨损程度远高于直线刃，这就是多切削刃刀具的磨1有限元模型的建立损特点

7、。该种刀具往往都是因为过渡圆弧刃过度磨损而终结其使用寿命。对于工件来说，刀具的锋利1．1几何模型的建立程度与工件的表面的粗糙度直接相关。比如过渡圆以滚刀模型为例，在齿轮加工过程中，因为滚刀弧刃磨损的滚刀在加工齿轮时，会增大齿根粗糙度，不是一直多刃切削，有时是顶刃或侧刃单独切削，有使加工后齿轮抗弯强度降低。国内对刀具的磨损研时是由多刃过渡到单刃切削，所以为了直接清晰地究很多，但针对多切削刃刀具的磨损特点研究较少，反应出多切削刃的切削特点，选取滚刀的顶刃、齿顶而对其磨损特点的理解主要依据经验。国外学者圆弧刃、侧刃同时参与切削的这一状态进行研究。K．．D．Bouza

8、kis研究了作为多切削刃刀具滚刀，但收