钻头参数对钛合金薄壁件钻削力的影响
发布时间:2021-11-22 03:47
用Abaqus有限元仿真软件对钛合金薄壁件钻削进行分析,研究钻头刃型、几何参数对钻削轴向力和扭矩的影响。结果表明:在钻削钛合金薄壁件时,随钻头螺旋角增大,轴向力和扭矩先降后升;随顶角增大,轴向力和扭矩均上升;不同结构参数的钻头钻削钛合金薄壁件,R846刃型钻头和标准麻花钻钻削轴向力峰值均超前于扭矩峰值,其中R846刃型钻头更明显,R846刃型钻头的轴向力在峰值附近具有较宽的高值区域;R846刃型钻头钻削时轴向力扭矩都小于标准麻花钻的钻削,达到峰值的时间也超前于标准麻花钻。
【文章来源】:兵器材料科学与工程. 2020,43(06)北大核心CSCD
【文章页数】:5 页
【部分图文】:
模型的网格划分图
用Abaqus有限元仿真软件,仿真不同螺旋角的钻头轴向力和扭矩变化情况,将仿真的轴向力和扭矩数值通过Origin处理,结果如图3所示。取钻削仿真过程中轴向力和扭矩达到最大值的平均值为该仿真数值,并绘制成折线图,如图4所示。可更直观分析不同螺旋角对轴向力和扭矩的影响和变化。图4 钻头螺旋角对轴向力和扭矩影响
图3 钻头螺旋角对钻削轴向力和扭矩变化曲线可知,随螺旋角增大,轴向力先降后升,这是由于钻头切削刃外缘处的前角大小与螺旋角相等,螺旋角的增大导致钻头前角增大,钻头变得更锋利,更易切入工件,所以轴向力减小。螺旋角增加到30°后,钻头刃口强度明显下降,钻削难加工钛合金材料时钻头刃口易发生损伤,使钻削力增大;也导致钻头排屑槽增长,部分切屑易与螺旋槽产生摩擦,使轴向力上升。随螺旋角增大,扭矩先降后升。因为螺旋角增大导致钻头前角增大,钻头变得更锋利,更易切削,扭矩减小。但过大的螺旋角严重降低钻头刃口强度,钻削钛合金时产生钻头刃口损伤,导致加工变形严重,扭矩上升。
【参考文献】:
期刊论文
[1]麻花钻钻尖几何参数对Ti6Al4V钛合金钻削性能的影响[J]. 房晨,戴俊平. 工具技术. 2019(09)
[2]钛合金在舰船上的研究及应用进展[J]. 江洪,陈亚杨. 新材料产业. 2018(12)
[3]钻头形状对TC4材料制孔切削力影响的有限元分析[J]. 徐陈林,陈燕,杨浩骏,张永升,徐九华. 机械制造与自动化. 2018(05)
[4]2017年中国钛工业发展报告[J]. 贾翃,逯福生,郝斌. 钛工业进展. 2018(02)
[5]麻花钻几何参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 工具技术. 2018(04)
[6]钻削TC4钛合金薄壁件时钻削力的仿真研究[J]. 冯杰,黄树涛,于晓琳,许立福. 兵器材料科学与工程. 2018(01)
[7]CFRP/铝合金叠层结构动态钻削力预测研究[J]. 于海夫,薛惠峰. 机械科学与技术. 2017(01)
[8]钛合金在航空航天及武器装备领域的应用与发展[J]. 刘全明,张朝晖,刘世锋,杨海瑛. 钢铁研究学报. 2015(03)
[9]碳纤维复合材料/钛合金叠层板钻孔有限元仿真研究[J]. 金晓波,康万军,曹军,徐颖翔. 工具技术. 2015(01)
硕士论文
[1]钛合金薄壁件铣削工艺优化的研究[D]. 舒蓓蓓.沈阳理工大学 2015
[2]钛合金正交切削的温度场和切削力仿真与试验研究[D]. 刘胜.南京航空航天大学 2007
本文编号:3510871
【文章来源】:兵器材料科学与工程. 2020,43(06)北大核心CSCD
【文章页数】:5 页
【部分图文】:
模型的网格划分图
用Abaqus有限元仿真软件,仿真不同螺旋角的钻头轴向力和扭矩变化情况,将仿真的轴向力和扭矩数值通过Origin处理,结果如图3所示。取钻削仿真过程中轴向力和扭矩达到最大值的平均值为该仿真数值,并绘制成折线图,如图4所示。可更直观分析不同螺旋角对轴向力和扭矩的影响和变化。图4 钻头螺旋角对轴向力和扭矩影响
图3 钻头螺旋角对钻削轴向力和扭矩变化曲线可知,随螺旋角增大,轴向力先降后升,这是由于钻头切削刃外缘处的前角大小与螺旋角相等,螺旋角的增大导致钻头前角增大,钻头变得更锋利,更易切入工件,所以轴向力减小。螺旋角增加到30°后,钻头刃口强度明显下降,钻削难加工钛合金材料时钻头刃口易发生损伤,使钻削力增大;也导致钻头排屑槽增长,部分切屑易与螺旋槽产生摩擦,使轴向力上升。随螺旋角增大,扭矩先降后升。因为螺旋角增大导致钻头前角增大,钻头变得更锋利,更易切削,扭矩减小。但过大的螺旋角严重降低钻头刃口强度,钻削钛合金时产生钻头刃口损伤,导致加工变形严重,扭矩上升。
【参考文献】:
期刊论文
[1]麻花钻钻尖几何参数对Ti6Al4V钛合金钻削性能的影响[J]. 房晨,戴俊平. 工具技术. 2019(09)
[2]钛合金在舰船上的研究及应用进展[J]. 江洪,陈亚杨. 新材料产业. 2018(12)
[3]钻头形状对TC4材料制孔切削力影响的有限元分析[J]. 徐陈林,陈燕,杨浩骏,张永升,徐九华. 机械制造与自动化. 2018(05)
[4]2017年中国钛工业发展报告[J]. 贾翃,逯福生,郝斌. 钛工业进展. 2018(02)
[5]麻花钻几何参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 工具技术. 2018(04)
[6]钻削TC4钛合金薄壁件时钻削力的仿真研究[J]. 冯杰,黄树涛,于晓琳,许立福. 兵器材料科学与工程. 2018(01)
[7]CFRP/铝合金叠层结构动态钻削力预测研究[J]. 于海夫,薛惠峰. 机械科学与技术. 2017(01)
[8]钛合金在航空航天及武器装备领域的应用与发展[J]. 刘全明,张朝晖,刘世锋,杨海瑛. 钢铁研究学报. 2015(03)
[9]碳纤维复合材料/钛合金叠层板钻孔有限元仿真研究[J]. 金晓波,康万军,曹军,徐颖翔. 工具技术. 2015(01)
硕士论文
[1]钛合金薄壁件铣削工艺优化的研究[D]. 舒蓓蓓.沈阳理工大学 2015
[2]钛合金正交切削的温度场和切削力仿真与试验研究[D]. 刘胜.南京航空航天大学 2007
本文编号:3510871
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