單板層積材切削過程數(shù)值模擬及刀具參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、單板層積材因其良好的物理力學性能，被用做木質(zhì)建筑中的結(jié)構(gòu)件、家具以及室外裝飾材料，是近年興起的性能優(yōu)異的木質(zhì)材料。單板層積材和所有木質(zhì)材料一樣，可以進行各種類型的切削加工;研究單板層積材切削過程，不僅可以豐富木質(zhì)材料切削理論框架，而且對切削技術(shù)的發(fā)展和進步，產(chǎn)品質(zhì)量的保證，切削加工工藝的優(yōu)化具有十分重要的意義。
　　根據(jù)木質(zhì)材料切削理論及有限元方法，研究建立了單板層積材切削數(shù)值模擬有限元模型，利用該有限元模型對單板層積材切削過程進

2、行了數(shù)值模擬，根據(jù)得到切削過程中各變形階段的應(yīng)力和應(yīng)變分布圖，分析了單板層積材的切屑形成機理。模擬了單板層積材切削過程的切削力，分析了不同切削參數(shù)對單板層積材切削力的影響規(guī)律，分析結(jié)果表明，切削厚度在0.1mm的薄切削條件下，切削速度對切削力影響較小;切削厚度對切削力的影響較顯著，切削力隨切削厚度的增加而明顯增大;模擬了單板層積材切削過程中刀具的溫度場分布情況，實現(xiàn)了溫度場的動態(tài)數(shù)值模擬。
　　設(shè)計了單板層積材的切削試驗，采用測力

3、儀測量了其切削過程中不同切削參數(shù)下的切削力。通過比較模擬結(jié)果和試驗結(jié)果，兩者的切削力變化規(guī)律比較一致，不同切削參數(shù)對切削力的影響也具有相同的變化趨勢，驗證了此有限元模型對模擬單板層積材切削過程的合理性，并分析了引起兩種結(jié)果之間誤差的原因。
　　基于切削數(shù)值模擬方法對一種木工柄銑刀的幾何參數(shù)進行了優(yōu)化，綜合考慮切削力和切削溫度，得到15°～23°范圍內(nèi)的前角為較好的刀具設(shè)計角度。與傳統(tǒng)刀具參數(shù)優(yōu)化方法相比較，使用有限元數(shù)值模擬優(yōu)化方