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江苏大学硕士学位论文金属切削加工过程的有限元建模与仿真姓名：吴勃申请学位级别：硕士专业：计算机科学与应用指导教师：蔡兰20060301４．２切屑形成过程的仿真模型的构造大部分国内的切屑形成过程的有限元仿真都采用的是２．Ｄ模型‘蚓脚’，２．Ｄ有限元模型仅仅适合于萨交切削的仿真，在研究车削、刨削等切削加工时，必须对切削情况进行限定和简化，不仅视觉效果差，更重要的是仿真的范围受到极大的限制，因此，有必要发展３．Ｄ有限元模型来仿真切屑形成过程。
本部分主要采用３．Ｄ有限元模型仿真在正交切削和制刃切削条件下的切屑形成过程，为进一步对各种切削加工方法进行有效的有限元仿真奠定基础。
４．２．１几何模型的建立与网格划分本章主要研究刀具切入工件丌始到稳态切削这段过程的仿真。
采用三维有限元模型进行模拟，所建立的几何模型如图４．６所示。
网格划分可采用三维六面体网格，也可以采用三维四面体网格。
幽４６网格划分图４．２．２材料属性的定义金属材料非线性的本构关系主要分为以下四种类型，即弹塑性、刚塑性、弹粘塑性、刚粘塑性。
有限元模拟的准确性很大程度上取决于本构关系能否真实反映材料的真实特性。
在金属切削有限元仿真中，采用弹塑性材料模型时，既有塑性变形又有弹性变形，较为符合会属切削过程的真实情况。
本课题中，为了保证仿真结果的更接近于实际情况，工件材料选用弹塑性模型，而刀具属性定义为刚性。
为了与实验结果进行比较，工件材利根掘需要选择相应材料。
与实验加工的材料相对应，输入丁Ｆ交材料属性（杨氏模量、泊松比、材料密度等），以及ＪｏｈｎｓｏｎａｎｄＣｏｏｋ的经验模型公式中的参数Ａ、Ｂ、ｎ、Ｃ和ｍ。
江苏人学硕十学何论文４．２．３施加约束与载荷假定工件在切削过程中为无限长。
而在仿真模型中的工件不可能很长，否则计算效率会很低，必须用长、高都不大的工件代替，用必要的约束来模拟真实工件的边界条件。
当研究切屑形成过程中的现象时。
女ｎＸ，ｊ应力、应变、应变率和温度进行研究，以及对切屑卷曲现象进行研究时。
基于有限元模拟的金属切削力分析金属切削力是在工业中广泛应用的一个重要参数，它对于刀具寿命、加工精度和机床刚度等方面都有着重要的影响。
为了准确地分析金属切削过程中的切削力，有限元模拟成为一种常见而有效的方法。
本文将基于有限元模拟来分析金属切削力，并探讨其在实际应用中的意义与挑战。
金属切削力分析是通过模拟金属切削过程中力的产生和传递来实现的。
有限元模拟是一种数值计算方法，将复杂的连续体问题离散化成有限个简单区域，通过数学方法求解区域内的物理方程，从而得到问题的解。
在金属切削力分析中，有限元模拟可以将工件、切削刀具和切削过程中的载荷等要素简化为有限个简单区域，通过建立适当的数学模型，计算得到切削力的分布和变化规律。
金属切削过程中的切削力主要包括切削力和法向力，它们受到多种因素的影响，如工件材料的力学性质、刀具材料和几何形状、进给速度和切削深度等。
有限元模拟可以模拟这些力的产生和传递过程，并通过仿真分析来评估不同工艺参数对切削力的影响。
在实际应用中，准确地预测金属切削力可以为工业生产提供重要的参考，比如在刀具选择、切削参数优化和切削质量控制等方面发挥重要作用。
然而，金属切削力的有限元模拟也面临着一些挑战。
首先，精确地建立金属切削力的数学模型是关键。
模型的建立需要考虑到金属切削过程中的热、力和位移等多重因素的相互作用，并综合考虑金属材料的非线性变形和切削效应等。
其次，有限元模拟需要准确地描述金属切削过程中的边界条件。
切削力的分析需要确定工件和刀具的接触情况、切削刃的磨损和热耗散等。
最后，有限元模拟还需要考虑到计算效率和准确性的问题。
随着计算资源的提升和算法的改进，有限元模拟在金属切削力分析中的应用也取得了不断的发展与完善。
在金属切削力分析的实际应用中，有限元模拟可以通过优化切削参数和改进工艺流程来降低切削力的大小，从而提高加工效率和零件质量。
同时，有限元模拟还可以为刀具设计提供科学依据，减轻刀具磨损和延长刀具寿命。
金属切削过程模拟的有限元仿真摘要: 本文在建立车削三维有限元模拟基础上，运用有限元对车削过程中车削的变形系数，工件与刀具的温度分布，切削力进行了模拟，并对结果进行了分析讨论。
该模拟的结果对实际工作有重要的现实作用。
关键词：切削 有限元 模拟1 绪 论1.1本课题的研究背景1.1.1微电子等领域突出的散热问题在现代工业领域，有很多专门用途的设备，它们的工作性能和工作效率取决于关键零件的结构和性能，如空气冷却器，热交换器的散热管，激光器热辐射表面，环保设备的过滤表面，螺纹表面等等。
我们把这类起特定作用的表面统称为“功能表面”。
这些表面大多数采用组装式结构（套装、镶嵌、钎焊、高频焊）、切削、滚压等方法加工。
早在19世纪中期，Jone 就提出在管内插入螺旋线以强化蒸汽的冷凝过程，从此人们就开始了在传热管等传热材料上进行翅加工技术的研究。
70年代出现能源危机，研究翅化管的加工技术及其强化传热机理有了进一步的发展，随着加工制造技术的不断进步，近20年来对强化换热元件的研究在化工、能源、制冷、航空、电子等工业部门有了很大的进展，各式各样的强化换热元件层出不穷，为提高传热效率作出了重要的贡献。
但是随着微电子及化工等领域，尤其是微电子领域对产品性能的无限追求，芯片集成度不断提高，带来致命的高热流密度，电子器件的冷却问题越来越突出。
英特尔公司负责芯片设计的首席执行官帕特-盖尔欣格指出，如果芯片耗能和散热的问题得不到解决，到2005年芯片上集成了2亿个晶体管时，就会热得象“核反应堆”，2010年时会达到火箭发射时高温气体喷射的水平，而到2015年就会与太阳的表面一样热。
目前芯片发热区域（cm cm 5.15.1 ）上的功耗已超过105W ，且未来有快速增加的趋势。
芯片产生的这些热量如果不能及时散出，将使芯片温度升高而影响到电子器件的寿命及工作的可靠性，因而电子器件的有效散热方式已成为获得新一代电子产品的关键科学问题之一。
两种典型金属高速切削过程有限元模拟与分析的开题报告题目：两种典型金属高速切削过程有限元模拟与分析的研究一、研究背景金属加工是现代工业生产的重要组成部分，其中高速切削技术是一种重要的金属加工技术。
通过高速旋转的刀具对金属进行切削，可以快速地制造出各种形状的金属零件。
然而，在高速切削过程中，由于切削力、热量等因素的影响，会导致切削质量下降、加工精度降低、设备寿命缩短等问题，因此需要进行优化和控制。
有限元模拟是一种重要的工程仿真方法，已经广泛应用于金属加工领域。
通过建立相应的有限元模型，可以对金属加工过程中的力、温度、应变等参数进行预测和分析，为工艺的优化和控制提供理论依据。
因此，对于金属高速切削过程的有限元模拟和分析研究，具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容本研究将以两种典型的金属高速切削过程——铣削和车削为研究对象，开展有限元模拟与分析研究，探讨切削参数对加工质量的影响，为优化和控制金属高速切削过程提供参考。
1. 铣削过程有限元模拟与分析铣削是一种常见的金属加工技术，其加工过程包括切入、切削和切出三个阶段。
在铣削过程中，切入阶段和切出阶段的切削角度较小，切削阶段的切削角度较大，因此这三个阶段对应的切削力和切削温度分布规律也不同。
本研究将建立铣削过程有限元模型，对切入、切削和切出三个过程的切削力、切削温度等参数进行模拟和分析，揭示不同切削参数对切削力和切削温度的影响规律。
2. 车削过程有限元模拟与分析车削是一种高效的金属加工技术，可以用于加工圆形、柱形等各种形状的零件。
在车削过程中，刀具切入工件后，与之接触的区域产生高温，导致金属发生塑性变形。
本研究将建立车削过程有限元模型，对切削力、切削温度等参数进行模拟和分析，揭示不同切削参数对加工质量的影响规律。
三、研究意义通过本研究，可以深入了解金属高速切削过程中的力学、热学和材料学等基本规律，为优化和控制切削过程提供理论依据。
此外，通过对不同切削参数对切削力、切削温度等参数的影响规律的分析，可以为金属加工工艺的优化和改进提供实用的建议和方法。
镍基高温合金磨削出口毛刺的有限元分析
黄文科;曾鑫;周胜
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为揭示镍基高温合金磨削过程中出口毛刺的形成机理,文章建立了单颗PCBN磨粒高速磨削Inconel718合金的二维模型,并验证了模型的可行性。
运用仿真软件DEFORM-2D对磨削出口毛刺的形成过程进行了研究,将其形成过程分为了8个阶段,并在不同磨削条件下采用正交实验法分析了磨削速度、磨削深度、磨粒圆锥角和磨粒刃口半径对磨削出口毛刺的影响规律。
研究表明:磨削出口毛刺的尺寸主要由毛刺宽度和高度组成,毛刺宽度和高度均对磨削深度比较敏感,磨削深度越大,毛刺的宽度和高度也越大。
另外,磨削速度、磨粒顶锥角、磨粒刃口半径增大,毛刺宽度也随之增加,但毛刺高度对这3个参数不是很敏感。
【总页数】7页(P129-135)
【作者】黄文科;曾鑫;周胜
【作者单位】湖南工业大学机械工程学院;高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG580.1
【相关文献】
1.CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究
2.cBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力与比磨削能研究
3.陶瓷CBN砂轮磨削镍基铸造高温合金K418磨削力研究
4.高速切削镍基高温合金条件下影响毛刺因素的研究
5.磁粒研磨镍基高温合金群孔切出毛刺的研究
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微细切削毛刺的有限元仿真
熊勇华;陈建;裴宏杰;王贵成
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2014(36)3
【摘要】在微细加工精密微小零件的过程中,存在的主要问题之一是有微型毛刺产生。
利用有限元软件Abaqus对铝2024-T3微细切削进行仿真,运用Johnson-Cook(J-C)模型建立工件材料模型,用网格自适应技术(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)实现切屑和工件的分离,切屑和刀具的接触摩擦模型采用修正的库仑摩擦定律,动态模拟微型毛刺的形成过程,分析不同刀具几何参数及切削参数对毛刺形成的影响,得到微细加工过程中不同刀具几何参数及切削参数对微型毛刺形成影响的一般规律。
分析结果为优化刀具几何参数及切削参数、减少微细切削中的毛刺和提高表面加工质量等提供指导。
【总页数】5页(P378-382)
【关键词】微细加工;微毛刺;Abaqus
【作者】熊勇华;陈建;裴宏杰;王贵成
【作者单位】江苏大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG501.1
【相关文献】
1.微沟槽顶部毛刺宽度微细切削试验研究 [J], 孙秋莲;程祥;田业冰;郑光明;王飞
2.微细切削毛刺发展研究 [J], 黄金桂;黄娟;杨城;王贵成
3.微细切削性能有限元仿真分析 [J], 代玉娟;程祥;杨先海;张升
4.V形槽微细切削泊松毛刺及切屑形态仿真研究 [J], 李煌;许志龙;皮钧
5.基于ABAQUS/Explicit的SiC_p/Al复合材料微细切削有限元仿真研究 [J], 孙素杰;董志国;刘建成;轧刚
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钻削过程切屑受力建模及有限元仿真研究一、概述钻削过程是金属加工中常见的加工工艺之一，其切削过程中切屑的形成和受力情况对加工质量和工件表面粗糙度有着重要影响。
本文将针对钻削过程中切屑受力建模及有限元仿真研究展开深入探讨，从宏观和微观两个角度分析切屑的形成机理和受力情况，旨在为钻削工艺提供更深入的理论基础和实用指导。
二、切屑形成机理分析1. 切屑形成的基本过程在钻削过程中，切屑的形成是由刀具对工件进行切削，其中金属材料在刀具作用下形成的薄层即为切屑。
切屑形成的基本过程可以简要概括为切屑的起始、发展和脱离三个阶段。
切屑的形成机理主要包括切削热、切削变形、切削厚度和切屑形状等因素的综合作用。
2. 切屑形成的影响因素切屑形成受到诸多因素的影响，包括工件材料性能、刀具的材料和几何形状、切削参数、冷却液的使用等。
不同的工件材料、刀具材料和切削参数组合会导致切屑的形态、厚度和温度等特性的差异，从而影响切屑的排屑能力、切屑的排屑性能和对切屑的进一步加工。
三、切屑受力情况分析1. 切屑的受力特点切屑在形成过程中会承受来自刀具的切削力、切削热和切屑自身的重力等多种力的作用。
其中，切削力是切屑受力的主要载荷，其大小和方向直接影响切屑的形状和质量。
切屑受力还与刀具的几何形状、切削参数和切削状态等因素相关。
2. 切屑的受力模型有限元分析是研究切屑受力的有效方法之一，通过建立钻削加工的切屑受力模型，可以分析切屑在加工过程中的受力情况。
通过有限元仿真可以得到切屑的应变、应力分布以及切屑的变形情况，从而为钻削工艺的优化提供理论支持。
四、有限元仿真研究1. 切屑受力的有限元模型建立在进行有限元仿真时，首先需要建立钻削过程中切屑受力的有限元模型。
该模型需要考虑刀具、工件、切屑和切削液等多个物理对象及其之间的相互作用，同时要考虑切屑受力的非线性、瞬态和热传导等特性。
通过对切屑受力的有限元模型建立，可以准确地模拟切屑在切削过程中的受力情况。
金属切削毛刺形成机理及去除方法综述卓小文 梅源 周欣悦 赵汉青芜湖职业技术学院汽车与航空学院 安徽芜湖 241000摘要：介绍了金属切削加工过程中毛刺形成机理的研究现状，针对不同的去除原理，介绍了国内外有包括人工、磨粒、化学能、电能、热能及磁能六大类常用的去除方法，同时对常用的去毛刺技术，如挤压珩磨法、超声波去毛刺法、电化学去毛刺等技术的发展现状进行系统的概述，最后提出去毛刺研究的发展趋势并分析若干待解决的问题。
关键词：机理研究 去毛刺工艺 电化学 机械零件中图分类号：TG506文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2024)04-0136-03An Overview of the Formation Mechanism and Removal Methodsof Metal Cutting BurrsZHUO Xiaowen MEI Yuan ZHOU Xinyue ZHAO Hanqing School of Automobile and Aviation, Wuhu Institute of Technology, Wuhu, Anhui Province, 241000 China Abstract:This article introduces the research status of the formation mechanism of burrs in the metal cutting manufacture process. For different removal principles, it introduces more than 100 common removal methods in six categories at home and abroad, including manual, abrasive, chemical, electrical, thermal and magnetic methods. This article provides a systematic overview of the development status of technologies such as extrusion honing, ul⁃trasonic deburring and electrochemical deburring.Finally, it proposes the development trend of deburring research and analyzes some issues to be solved.Key Words: Mechanism research; Deburring process; Electrochemistry; Mechanical part毛刺的产生是金属切削加工过程中的普遍现象之一。
文章编号:1005 0930(2005) 02 0180 05 中图分类号:TG501.1 文献标识码:A y金属切削毛刺形成的有限元模型及机理分析朱云明, 王贵成, 王 志, 樊曙天(江苏大学机械学院,江苏镇江212013)摘要:金属切削毛刺是影响精密零件棱边质量及使用性能的主要因素之一.本研究建立了毛刺形成的有限元模型,并根据其模拟结果分析了毛刺形成的机理,由此将毛刺形成分为三个不同形成机理的阶段.提出了负剪切角及负变形区的概念.在本有限元模型中提出并应用了基于材料失效的切屑分离准则.模拟结果与试验结果进行了比较,取得了教好的吻合.本模型的建立为分析毛刺的形成机理及定量预报提供了一种有意义的探索途径.关键词:切削毛刺;有限元模型;切屑分离准则;预报金属切削加工时在工件的棱边上常常产生毛刺.毛刺的存在不但降低了工件的加工精度、增加了加工成本,而且也影响了工件的使用性能.因此,在生产加工中常需增加一道去除毛刺工艺,严重影响和制约了精密与超精密加工、柔性制造系统和其他自动化加工技术的发展.这就迫切需要对毛刺形成的机理展开深入的研究,为有效减少及抑制毛刺的生成、为控制毛刺形成的技术开发提供理论基础.近年来,国内外学者相继对金属切削毛刺生成及控制技术进行了研究,取得了若干重要成果[1 3].但迄今为止,在建立毛刺形成的有限元模型的研究上尚不多见,国内尚属空白.本研究建立了金属切削毛刺形成的有限元模型,从数学力学及材料特性的角度分析了毛刺形成的机理,同时结合金属切削实验,运用有限元模型的模拟结果对毛刺的形成进行了预报.1 金属切削毛刺的形成图版 所示为在切削黄铜时毛刺的形成过程.当刀具接近工件终端面时,在切削力的作用下工件终端部产生挠曲变形,随着刀具的继续推进,工件终端部的支承刚度逐渐减小,处于剪切滑移变形区域内的切削层金属沿着剪切滑移方向移动,使实际切削厚度小于理论切削厚度,同时在切削线以下刀尖附近形成了剪切变形区,为与第 、 、!变形区相对应,我们将之称为第∀变形区(负剪切变形区),该区由刀尖逐渐向工件终端部扩展,其变形如图版 SE M 照片所示,使得在工件终端部被切削层附近材料绕某一支点转动,从第13卷2期2005年6月 应用基础与工程科学学报J OURNAL OF B AS I C SC I E NCE AND ENGI NEER I N G Vo.l 13,No .2J une 2005y 收稿日期:2004 11 17;修订日期:2005 04 11基金项目:国家自然科学基金资助项目(59775071,50275066)作者简介:朱云明(1974#),男,讲师.而偏离了理论边界,最后有部分材料残留在工件的边、角、棱上形成了毛刺.2 毛刺形成的有限元模型假定切削宽度远大于切削深度(W ∃5a c ),被切削材料各向同性,在此条件下,假设为平面应变状态.因此,在ANSYS /LSDYNA 下建立如图版!所示的二维切削有限元模型.为简化模型,在本模型模拟毛刺形成的过程中尚不考虑刀具几何参数的影响.假设刀具为刚体,具有Y 和Z 轴的平动及X 、Y 、Z 轴的转动自由度约束,即刀具只能沿X 轴平动.被切削工件材料的自由度约束为:在离切削线足够远处的CD 线具有X 和Y 轴的平动约束;其他边界无自由度约束,以利于切屑及毛刺的生成.模型中采用平面的PLANE162单元,被切屑层材料及切削线以下离刀尖附近的工件材料的有限单元大小为20 m %20 m.为有效模拟刀具表面和工件材料间的相互作用,本处采用了单面接触模型,在该接触模型中,有限元程序根据刀具的运动能自动搜索刀具表面和工件材料的接触区域,并且能模拟多种摩擦类型[4].在此条件下,毛刺形成模型的接触形式采用了ASS2D 的接触模型,其中FS(static friction con ficient)为0.25;FD (dyna m ic friction con ficient)为0.20.3 切屑分离准则的建立在毛刺及切屑形成模拟的过程中最为关键的是切屑分离准则的建立.到目前为止,国外学者建立了两种有限元模型的切屑分离准则:几何模型和物理模型[5 6].如图版∀所示,当以刀尖点a 与刀尖前一单元A 结点的距离D 为判断条件时即为几何准则.即:切削线上的单元通过结点i 与j 、i+1与j +1&连接在一起,当D 小于某一阈值时,刀尖前一单元A 与工件分离,随着刀具的运动,模拟切屑的形成;物理模型中,判别单元是否分离的参数是刀尖前一单元A 的物理特性参数,如应力、应变、应变能等.当其物理参数达到某一阈值时,连接的两个单元开始分离.结合ANSYS,毛刺形成有限元模型中采用了材料失效模型作为切屑的分离准则,如式(1)所示.y =1+∋C1/P ( 0+!E p eff p )(1)其中: y 为屈服应力; 0为初始屈服应力; ∋为应变率;C,P 为Co w per Sy m onds 应变率参数; e ffp 为有效塑性应变;E p 为塑性硬化模量.当被切削材料单元满足失效准则时,该单元从网格中自动删除,从而达到模拟切屑分离的目的.因此,该准则综合了被加工工件的材料物理特性、切削条件(切削速度)等因素对毛刺形成的影响.4 有限元模型的求解模型中物体的运动方程采用了显式中心差分法则:181N o .2 朱云明等:金属切削毛刺形成的有限元模型及机理分析U ∋(i+12)=U ∋(i-12)+∀t i+1+∀t(i)2U ((i)(2)U∋(i+1)=U ∋(i)+∀t (i+1)U ∋(i+1)(3)其中:U ∋为速度矢量;U (为加速度矢量;∀t 为时间增量;i 为增量数.由式可知,物体的运动状态可以由前一时间的状态求解得出.物体的初始加速度可以由下式给出:U((i)=[M ]-1∋(F (i)-F (i)nr )(4)其中:M 为质量矩阵;F (i)为外力矢量;F (i)nr 为内力矢量.5 模拟结果及分析根据模拟结果,将毛刺的形成模型分为三个阶段:稳态切削阶段、支点阶段、最后形成阶段.5.1 稳态切削阶段图版)所示为模拟结果的应力分布及网格变形图版)a 及主变形区的SE M 图版)b.稳态切削阶段的模拟是必须的,从该阶段的模拟结果如:剪切角、应力分布、切削力等可以检查和调整参数设置,从而使毛刺形成模型更趋合理化.5.2 支点形成阶段图版∗所示为该阶段的应力分布模拟结果.从图中可以看出,随着切削的进行,刀尖点附近的弹塑性变形区逐渐向工件的棱边扩展,当刀具推进到某一点时,在工件棱边如图版所示的B 点产生塑性变形区.随着刀具的继续推进,刀尖点附近的弹塑性变形区扩展到了B 点,在这过程中切屑开始绕支点B 转动,使被切削材料的边角部分伸出了理想边界,从而形成了毛刺.在刀具继续切削的同时推动切屑的转动.图版+所示为支点区域的变形SE M.在本阶段,将该塑性变形区称为第四变形区也称负剪切区,将B 点与刚形成B 点时刀尖点的连线与切削线所成的角度称为负剪切角.负剪切区的产生是影响毛刺形成的重要因素.5.3 毛刺最后形成阶段随着刀具继续逼近工件终端面,工件终端部的支承刚度越来越小,致使被切削层金属在沿剪切滑移方向变形的同时与工件终端面发生了断裂分离,由于塑性变形使得部分材料超出了工件的理论边界,形成了毛刺.图版,所示为模拟结果.需要说明的是,随着加工条件的变化,将产生毛刺和亏缺(负毛刺)两种形态[7],在此次的模拟结果中,由于所选参数的关系,未形成亏缺.为验证毛刺形成的有限元模型的可靠性,将试验结果[8]与模拟结果在毛刺厚度上进行了比较,结果如表1所示.该模拟结果是根据试验条件中的切削参数而改变切削厚度参数后得到的.由表1得出,模拟结果与试验结果取得了较好的吻合.182应用基础与工程科学学报 V o.l 12表1 试验结果与模拟结果比较T able 1 Si m ulation resu lts compare to exper i m enta l results切削参数试验结果B / m 模拟结果B / m 工件材料:6 4黄铜 刀具材料:高速钢38.536切削速度V (m /m i n ):2;进给量f (mm /d ∋str):0.142.343切削深度a p (mm ):0.4;0.45;0.548.247刀具前角#0(−):0;主偏角k r (−):45刀尖圆弧半径r (mm ):0.56 结论本研究在ANSYS /LSDYNA 下建立了毛刺形成的有限元模型,模拟并分析了毛刺形成的机理,提出将毛刺形成分为三个不同的阶段,验证了负剪切区的存在,提出了负剪切角的概念.该模型能体现材料特性、加工条件及切削参数的影响.模拟结果与试验结果比较表明,毛刺形成的有限元模型在毛刺定量预报上具有一定的价值和理论研究意义.参考文献[1] 王贵成.金属切削毛刺生成机理的研究及发展[J].中国机械工程,1995,5(6):7 8W ang Gu ic h eng .The study and devel opm en t on t he m echan is m ofm et al cu tti ng bu rr[J].C h i nese Journ alofM echan ical Engi n eeri ng ,1995,5(6):7 8[2] Sung Lin K o ,Dornfel d D A.A study on burr for m ati on m echan is m [J].ASM E,1991,113(1):74 87[3] G ill es p ie L K ,B l otter P T.The for m ation and prop erties ofm ach i n i ng bu rrs [J].ASM E,1976,98(2):66 74[4] 李皓月.ANSYS 工程计算应用教程[M ].长沙:中国铁道出版社,2001:193L iH aoyue .Appli cati on tutori al forANSYS engineeri ng num eration[M ].C hangs ha :P ress of Ch i na Railroad ,2001:193[5] U s u i E ,Sh i rakah iT .M echan i cs ofm ach i n i ng f ro m .d escripti ve /t o .Pred icti ve /t h eory on t he art of cutti ng m etal s 75years l ater[J].AS M E Pub li cati on PED,1982(7):13 35[6] I w at a K ,Osakada K ,T eradaka Y .Proces s m odeli ng of ort hogonal cu tti ng by t he ri g i d plas tic fi n ite ele m entm et hod[J].ASM E Jou rnal of Engi n eeri ngM aterial s and Technol ogy ,1984(106):132 138[7] 王贵成.二维切削中切削方向毛刺与亏缺的界限转换条件[J].中国机械工程,1994,30(3):71 76W ang Gu i cheng .S t udy on the li m it transfor m ati ve cond i ti on of for w ard burrs and fract u res i n ort hogonal cu tti ng[J ].Ch i nese Journal ofM echan i calEng i neeri ng ,1994,30(3):71 76[8] 王贵成.金属切削毛刺[M ].吉林:吉林科学技术出版社,1997:117 118W ang Gu i cheng .M et al cutti ng burr[M ].Jili n :Press of Technol ogy at Jili n ,1997:117 118183N o .2 朱云明等:金属切削毛刺形成的有限元模型及机理分析184应用基础与工程科学学报 V o.l12 The Fi nite Ele m entM odel andM ec hanis mAnalysis for Burr For m ation i n M etal Cutti ngZ HU Yunm ing, WANG Gu icheng, WANG Zh,i FAN Shu tian(School ofM echan ical Engi n eeri ng,J i angSu Un i versity,Zhen jiang212013,C h i na)Abst ractM eta l cutti n g burr is an i m portant factor o f infl u ence to edge quality and perfor m ance o f prec ision parts.A burr f o r m ation FE M has been presented in this paper.Fro m the si m ulation resu lts o f strai n and stress d istri b uti o n,the m echanis m o f the burr for m ati o n process is analyzed.A lso,three d ifferent stages i n burr for m ati o n processw hich have differentm echan is m have been stud ied.A chip separation criteri o n based on t h e critical va l u e o f t h e stra i n fail u re is i n troduced i n to the analytical m ode.l The concept o f negative shear zone and negati v e shear ang le are proposed in st u dy.Results of si m u l a ti o n are close to that/s o f experi m en.t F i n ite ele m en tm odel generated here prov i d ed a num erica l analysis m ethod to solve the pred icti o n o f burr fo r m ation and physica l i n sight i n to the f u nda m ental burr for m ation m echan is m.K eywords:cutti n g burr;FE M;chip separati o n criteri o n;predicti o n。
