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车削中三维复杂断屑槽刀具断屑仿真研究
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2018-04-17
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为保证加工效率，车削自动化生产线需自行断屑，但有效断屑一直是金属加工中的难题。目前生产中主要采用带三维断屑槽的刀具以及合适的切削参数实现断屑，为获取有效断屑的断屑槽和切削参数，通行做法是试制刀具后进行车削试验，导致设计周期和成本大幅增加。相较之下，利用有限元模拟直接获得带断屑槽刀具在不同切削参数下的断屑情况是一种更有效的方法。
为有效缩短现有断屑槽刀具的设计周期、降低设计成本，采用有限元方法模拟了切削过程巾切屑折断过程。利用SolidWorks软件建立了三种刀具的三维模型，并在Deform 3D软件中对车削45钢工件过程进行了三维切削仿真。其中，工件材料采用了John-son-Cook模型和Cockroft-Latham韧性断裂准则，仿真模型采用了有效参数设置以保证数值计算精度与效率。通过仿真研究了不同切削参数下的切屑形态、断屑过程及主切削力等。研究结果表明，仿真结果与试验结果吻合良好，该仿真模型及方法能有效应用于断屑槽刀具断屑性能研究，是三维复杂断屑槽刀具设计和切削参数优化的一种新方法。
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