基于ABAQUS的空壓機曲軸帶狀切屑有限元仿真分析

1、 基于ABAQUS的空壓機曲軸帶狀切屑有限元仿真分析 戴張祥 鄭吉明 查長禮 江貴生摘 要：利用ABAQUS有限元仿真軟件對空壓機曲軸帶狀切屑進行研究，并對多參數(shù)帶狀切屑數(shù)據(jù)進行處理和分析。結(jié)果表明：在進給量f和被吃刀量ap相同的情況下，隨著切削速度的提高，帶狀切屑狀態(tài)逐步提升，且存在極限值。Key：切削速度;帶狀切屑;有限元仿真實現(xiàn)機械制造工藝的高效率、高精度、高品質(zhì)加工，須以金屬切削加工技術(shù)的一系列研究作支撐1。金屬切削加工中的溫度2、振動3及切削變量4等均對切屑的形成有著極大影響。一、有限元仿真模型構(gòu)建采用Johnson-Cook本構(gòu)模型，并通過ABAQUS軟件建立有限元分析模型（如圖1

2、、2和3所示），相關(guān)參數(shù)如表1、2所示。切削過程中，轉(zhuǎn)速n分別設定為360r/min、530r/min、750r/min、958r/min;切削速度v分別設定為0.38mm/s、0.55mm/s、0.76mm/s、1.0mm/s。二、仿真結(jié)果分析（一）切削過程中應力變化由圖4可知：切削初始應力逐漸增大，達到最大時又出現(xiàn)一定幅度的減小，之后保持不變，直至結(jié)束時快速減小。（二）切削速度對于帶狀切屑形態(tài)的影響由圖5可知：隨著切削速度的增加，切屑形態(tài)呈團狀且趨于無序。三、實驗驗證實驗采用X6012臥式銑床對工件進行切削。由圖6可知：隨著切削速度的增加，帶狀切屑寬度減小，表面質(zhì)量上升。四、仿真與實驗結(jié)果

3、對比分析由表3可知：隨著切削速度的增加，帶狀切屑狀態(tài)由有序轉(zhuǎn)至無序。五、結(jié)論工件受刀具擠壓發(fā)生彈性形變后，應力逐漸增大并產(chǎn)生塑性變形滑移，金屬層被擠裂形成切屑;隨著切削速度的增加，帶狀切屑向節(jié)狀切屑變化，切屑形態(tài)更易斷裂，但表面質(zhì)量明顯變好。Reference：1張娜.論述金屬切削加工精度的工藝與方法研究J.世界有色金屬，2019（08）.2徐念偉，付秀麗，郝宗成，席曉瑩.金屬切削加工瞬態(tài)溫度測量研究綜述J.工具技術(shù)，2019，53（02）：3-7.3楊新一，張文明，王勃，蘭起洪，李奔.金屬切削加工振動機理及工程消除方法J.新技術(shù)新工藝，2018（05）：61-65.4黎險峰，董海，張弘弢，宋庭科.高速切削淬硬模具鋼切屑形成機理的試驗研究J.工具技術(shù)，2011，45（03）：28-31.項目來源：安徽省高校自然科學重點研究項目“基于聲波能場的金屬微/介觀尺度成形機理及智能預測模型研究”（KJ2019A0576），