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為保證加工效率，車削自動(dòng)化生產(chǎn)線需自行斷屑，但有效斷屑一直是金屬加工中的難題。目前生產(chǎn)中主要采用帶三維斷屑槽的刀具以及合適的切削參數(shù)實(shí)現(xiàn)斷屑，為獲取有效斷屑的斷屑槽和切削參數(shù)，通行做法是試制刀具后進(jìn)行車削試驗(yàn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期和成本大幅增加。相較之下，利用有限元模擬直接獲得帶斷屑槽刀具在不同切削參數(shù)下的斷屑情況是一種更有效的方法。
為有效縮短現(xiàn)有斷屑槽刀具的設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本，采用有限元方法模擬了切削過(guò)程巾切屑折斷過(guò)程。利用SolidWorks軟件建立了三種刀具的三維模型，并在Deform 3D軟件中對(duì)車削45鋼工件過(guò)程進(jìn)行了三維切削仿真。其中，工件材料采用了John-son-Cook模型和Cockroft-Latham韌性斷裂準(zhǔn)則，仿真模型采用了有效參數(shù)設(shè)置以保證數(shù)值計(jì)算精度與效率。通過(guò)仿真研究了不同切削參數(shù)下的切屑形態(tài)、斷屑過(guò)程及主切削力等。研究結(jié)果表明，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，該仿真模型及方法能有效應(yīng)用于斷屑槽刀具斷屑性能研究，是三維復(fù)雜斷屑槽刀具設(shè)計(jì)和切削參數(shù)優(yōu)化的一種新方法。
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