整體式立銑刀的熱固耦合仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)階段，硬質(zhì)合金刀具已經(jīng)成為我國(guó)加工制造業(yè)所需的主要刀具，被廣泛地應(yīng)用和在汽車及零部件生產(chǎn)、磨具制造、航空航天等重工業(yè)領(lǐng)域。但是我國(guó)傳統(tǒng)的刀具設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足高精度、高性能的硬質(zhì)合金刀具的生產(chǎn)。從而在現(xiàn)代刀具設(shè)計(jì)方法中，應(yīng)綜合考慮硬質(zhì)合金刀具的結(jié)構(gòu)與切削加工時(shí)所受到溫度、應(yīng)力及應(yīng)變等因素的幾何關(guān)系，因?yàn)檫@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(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)在硬質(zhì)合金刀具需求上的“自給自足”。因此，本文針

2、對(duì)整體式硬質(zhì)合金立銑刀銑削加工時(shí)熱固耦合及幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)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(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；然后利用SolidW0rks軟件建立虛擬砂輪實(shí)體掃描切除構(gòu)建出精確的整體式立銑刀的三維模型；將模型轉(zhuǎn)換格式保存導(dǎo)入到ANSYS有限元分析軟件中進(jìn)行溫度場(chǎng)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(shè)置好相關(guān)的約束及條件，來實(shí)現(xiàn)整體式立銑刀幾何結(jié)構(gòu)的

3、自動(dòng)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(shí)體在銑床上進(jìn)行銑削試驗(yàn)，分別測(cè)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(chǎng)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(chǎng)及熱固耦合場(chǎng)的變化規(guī)律。為立銑刀在銑削加工時(shí)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，實(shí)現(xiàn)了立銑刀在特定條件下幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的最