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S类数控车刀螺钉变形量的数学模型及其有限元仿真研究

时间:2022-03-02 08:11:56 浏览量:

材料,根据机械加工手册,可以准确的知道这种材料的弹性模量,将以上的这些数据带入我们之前整理的公式仿真,我们可以得出相应的运算结果,把这些运行结果进行比较,我们得出了误差值,是4%。

3 实验验证

3.1 实验条件

在进行切削实验的时候,我们使用的是HAAS-40SL型数控车床,主轴的最高转速为HT350铸铁,刀片型号为CCMW09T308,刀杆型号SCLR2020K09。

3.2 静态夹紧试验

把之前我们选取的七组不同的预紧力值代入进去,使用厚度为0.01mm塞纸查看夹紧状态,当预紧力为1500N和4500N时,刀片底面和刀槽之间的缝隙能够容纳纸片塞进去,预紧力太小,让塞纸得以进入;而预紧力过大,则会导致刀片翘起。当预紧力处于2000、2500、3000、3500、4000N的时候,刀片底面和刀槽之间就会出现最佳的夹紧效果,因此就不能把塞纸放进去。

3.3 试验结果与分析

我们每3分钟就对刀片的磨损情况进行一次测量,这是为了能够更清晰的知道刀片的磨损和寿命情况。不同的预紧力产生的刀片的磨损情况,针对这几组预紧力产生的刀片的磨损情况,我们由下图1曲线来表示。

而由七组不同的预紧力产生的刀片的寿命情况,我们由下图2曲线表示。

当切削进行到第3分钟的时候,我们可以发现,每一组预紧力都不会导致刀片出现显著的磨损,更不会产生积屑瘤,持续进行到第6分钟,前刀面都会产生积屑瘤,但积屑瘤的面积都不大,也没有出现明显的差异,但后刀面之间的磨损差异就比较大了,持续进行到第9分钟,刀片就出现了失效的情况。

4 结语

(1)在对螺钉变形量进行建模的时候,我们详细的讲述了螺钉变形量的建模过程,并且,由此建立了一个螺钉变形量的新数学建模。

(2)本文当中对螺钉变形量的数学建模所得出的误差值较小,与传统简化模型相比,我们至少把误差减小了两倍。

(3)在车刀的零件组成当中,螺钉提供夹紧力,且最容易失效,因此,为了数控机床的安全使用,我们需要在车削加工和设计当中着重考虑螺钉的预紧力。

(4)我们利用UG软件对数控车刀经常三维建模的同时也对其实施有限元分析,让不同的预紧力呈现出螺钉和刀杆之间的应力、应变和变形量,从而知道在什么样的情况下他们之前的变化幅度。

(5)通过车削试验,我们知道螺钉最佳的预紧力范围是2500-3000N之间,在这个预紧力的作用下,刀片的寿命最长,并且刀片产生的磨损也最小。

参考文献:

[1]韦清芳.螺钊预紧力刘精密零件装配变形的影响[J].机械设计与制造,2013.O5:216-21 R.

[2]杨俊茹,李兆前,刘战强,等.刘机夹可转位车刀的夹紧可靠性研究[J].工具技术,2003. 06:3-5.

[3]彭旭东,康玉茹,孟祥恺,等.核主泵用流体静压型机械密封性能的以下因素研究[J].机械工程学报,2012.17:83-90.

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