整體式立銑刀的熱固耦合仿真及優(yōu)化設計.pdf

1、現(xiàn)階段，硬質合金刀具已經成為我國加工制造業(yè)所需的主要刀具，被廣泛地應用和在汽車及零部件生產、磨具制造、航空航天等重工業(yè)領域。但是我國傳統(tǒng)的刀具設計方法已經無法滿足高精度、高性能的硬質合金刀具的生產。從而在現(xiàn)代刀具設計方法中，應綜合考慮硬質合金刀具的結構與切削加工時所受到溫度、應力及應變等因素的幾何關系，因為這因素是刀具發(fā)生磨損和破損的重要因素。通過掌握現(xiàn)代刀具設計的先進技術，實現(xiàn)我國制造業(yè)在硬質合金刀具需求上的“自給自足”。因此，本文針

2、對整體式硬質合金立銑刀銑削加工時熱固耦合及幾何結構優(yōu)化進行深入的研究。
　　首先基于ANCA數(shù)控磨床的磨削加工原理，建立精確的整體式立銑刀幾何結構的數(shù)學模型；然后利用SolidW0rks軟件建立虛擬砂輪實體掃描切除構建出精確的整體式立銑刀的三維模型；將模型轉換格式保存導入到ANSYS有限元分析軟件中進行溫度場及熱固耦合分析；通過ISIGHT優(yōu)化軟件將三維建模及有限元分析過程集成，設置好相關的約束及條件，來實現(xiàn)整體式立銑刀幾何結構的

3、自動優(yōu)化；最后通過ANCA數(shù)控磨床將優(yōu)化后的立銑刀和優(yōu)化前立銑刀加工出實體在銑床上進行銑削試驗，分別測試兩類立銑刀的磨損規(guī)律及壽命。
　　通過基于ANSYS的整體式立銑刀的溫度場及熱固耦合的分析研究，得到了不同銑削參數(shù)下立銑刀溫度場及熱固耦合場的變化規(guī)律。為立銑刀在銑削加工時根據(jù)自身需求選擇合適的銑削參數(shù)提供了有效的依據(jù)。
　　通過基于ISIGHT的整體式立銑刀幾何結構優(yōu)化設計的研究，實現(xiàn)了立銑刀在特定條件下幾何結構參數(shù)的最