單板層積材切削過(guò)程數(shù)值模擬及刀具參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、單板層積材因其良好的物理力學(xué)性能，被用做木質(zhì)建筑中的結(jié)構(gòu)件、家具以及室外裝飾材料，是近年興起的性能優(yōu)異的木質(zhì)材料。單板層積材和所有木質(zhì)材料一樣，可以進(jìn)行各種類型的切削加工;研究單板層積材切削過(guò)程，不僅可以豐富木質(zhì)材料切削理論框架，而且對(duì)切削技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，產(chǎn)品質(zhì)量的保證，切削加工工藝的優(yōu)化具有十分重要的意義。
　　根據(jù)木質(zhì)材料切削理論及有限元方法，研究建立了單板層積材切削數(shù)值模擬有限元模型，利用該有限元模型對(duì)單板層積材切削過(guò)程進(jìn)

2、行了數(shù)值模擬，根據(jù)得到切削過(guò)程中各變形階段的應(yīng)力和應(yīng)變分布圖，分析了單板層積材的切屑形成機(jī)理。模擬了單板層積材切削過(guò)程的切削力，分析了不同切削參數(shù)對(duì)單板層積材切削力的影響規(guī)律，分析結(jié)果表明，切削厚度在0.1mm的薄切削條件下，切削速度對(duì)切削力影響較小;切削厚度對(duì)切削力的影響較顯著，切削力隨切削厚度的增加而明顯增大;模擬了單板層積材切削過(guò)程中刀具的溫度場(chǎng)分布情況，實(shí)現(xiàn)了溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬。
　　設(shè)計(jì)了單板層積材的切削試驗(yàn)，采用測(cè)力

3、儀測(cè)量了其切削過(guò)程中不同切削參數(shù)下的切削力。通過(guò)比較模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，兩者的切削力變化規(guī)律比較一致，不同切削參數(shù)對(duì)切削力的影響也具有相同的變化趨勢(shì)，驗(yàn)證了此有限元模型對(duì)模擬單板層積材切削過(guò)程的合理性，并分析了引起兩種結(jié)果之間誤差的原因。
　　基于切削數(shù)值模擬方法對(duì)一種木工柄銑刀的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，綜合考慮切削力和切削溫度，得到15°～23°范圍內(nèi)的前角為較好的刀具設(shè)計(jì)角度。與傳統(tǒng)刀具參數(shù)優(yōu)化方法相比較，使用有限元數(shù)值模擬優(yōu)化方