基于有限元方法的鉆頭動靜態(tài)分析與研究.pdf

1、隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，CAD/CAM/CAE 技術得到了越來越廣泛的應用，從根本上改變了傳統(tǒng)機械設計的步驟和分析方法。有限單元法和大量商業(yè)有限元軟件的出現(xiàn)也為刀具——機床系統(tǒng)的設計提供了前所未有的新模式。以前需要切削大量金屬的切削實驗如今已經(jīng)可以通過軟件在計算機上得到仿真，對生產(chǎn)實際具有重要的指導意義。
　　 本文首先介紹了國內(nèi)外在刀具領域內(nèi)運用有限單元法進行分析與研究的現(xiàn)狀，指出具體應用有限元軟件進行刀具實體分析的例子還比

2、較少見。
　　 接著對有限單元法的理論基礎和本文所使用的軟件進行了介紹。本文的重點內(nèi)容放在了運用有限元軟件(ANSYS)和三維造型軟件(Pro/Engineer)進行建模和分析的方法介紹上。選取了具有代表性的某標準麻花鉆作為實體建模對象，給出該模型在建立過程中的一些簡化方案，并對前人的模型進行一些修正和總結(jié)。
　　 通過對該麻花鉆的動靜態(tài)分析，如：靜態(tài)應力分析、鉆頭軸向力的屈曲分析、振動鉆入的瞬態(tài)動力學分析、模態(tài)分析，得

3、到一些深入研究鉆頭特性的主要結(jié)論如下：
　　 (1)可以通過優(yōu)化切削參數(shù)等方法降低鉆頭鉆尖處的等效應力，提高刀具的耐用度。
　　 (2)通過分析得到直徑6.8mm j=的直柄標準麻花鉆的軸向力臨界值為3331.79N，其安全系數(shù)2.43 n ?。
　　 (3)鉆削過程中，適當增加鉆頭的橫向阻尼比對提高鉆削定位精度有一定的幫助；
　　 并且隨著主軸轉(zhuǎn)動頻率的提高，定心精度相應也會有所提高。
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