基于ABAQUS的鉆削毛刺形成及控制分析

1、 基于ABAQUS的鉆削毛刺形成及控制分析 莫立揚 甄圣亮 查長禮 江貴生摘 要：通對鉆削毛刺形成的主要因素進行分析與研究，使用ABAQUS仿真軟件進行模擬仿真及實際加工。結(jié)果表明：鉆削速度v越大，生成的毛刺的高度和厚度越小;進給量f越小，生成的毛刺的高度和厚度越小。Key：鉆削;毛刺;形成機理;有限元仿真一、仿真工件、刀具模型的構(gòu)建在鉆削過程中毛刺嚴重影響了工件的裝配、工作性能以及工件的使用壽命。因此減小或抑制毛刺產(chǎn)生的問題受到國內(nèi)外學者的關注1-3。為此，本文使用ABAQUS軟件對鉆削毛刺形成機理進行有限元仿真分析。選用Johnson-Cook本構(gòu)模型4，工件材料使用45號鋼。工件及刀具有

2、限元模型分別如圖1和2所示。二、仿真分析保持其他變量不變，分別改變切削速度和進給量，其仿真結(jié)果如圖3所示。由圖3知：隨著切削速度v的逐漸增加，毛刺的高度和厚度逐漸減小;隨著進給量f的逐漸增加，毛刺的高度和厚度逐漸增加。三、實驗驗證基于以上參數(shù)進行加工，結(jié)果如圖4所示。實際加工的工件毛刺測量結(jié)果為：隨著切削速度從9.45m/min增加到31.5m/min，毛刺高度從2.76mm減少到1.84mm，根部厚度從2.52mm減少到1.10mm;隨著進給量從0.055mm/r增加到0.220mm/r，毛刺高度從1.88mm增加到2.66mm，根部厚度從042mm增加到1.75mm。四、仿真結(jié)果與實驗結(jié)果

3、分析隨著切削速度的增加，摩擦加劇，致使鉆削區(qū)溫度升高、材質(zhì)軟化、硬度降低，且在鉆頭軸向力作用下?lián)锨冃瘟繙p小，未切除金屬材料減少，毛刺尺寸也隨之變小;隨著進給量f的增加，切削層厚度增加，使得工件終端未完全切除，使得毛刺尺寸增大。五、結(jié)論隨著切削速度v的逐漸增加，毛刺的高度和厚度逐漸減小;隨著進給量f的逐漸減小，毛刺的高度和厚度逐漸減小。Reference：1Pramanik，Basak，Uddin，Shankar，Debnath，Islam.Burr formation during drilling of mild steel at different machining condition

4、sJ.Materials and Manufacturing Processes，2019，34（7）.2石貴峰，黃娟，裴宏杰，王貴成.鉆削毛刺形成機理及其控制技術(shù)研究J.機械設計與制造，2017（12）：112-115.3謝俊鋒.鉆削加工毛刺的形成及解決方法J.輕工機械，2007（01）：85-87.4J ohnson G R，Cook W H.A constitutive model and data for metals subject to large strains，high strain rates and high temperaturesJ.Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics，The Hague，the Nether lanols，1983.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