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课 题 ： 复杂曲面铣刀力学模型的单因素分析 论文主要研究内容 对铣刀进行合理的简化，合理选择 高速铣削用量。 球头螺旋齿铣刀三维实体模型 将铣刀实体几何模型导入ANSYS 刀具实体模型的简化及网格划分 施加位移边界条件及约束条件 在关键点上施加集中力载荷 进入通用后处理器查看结果 图形显示应力结果 影响铣削载荷的单因素分析 (1)主轴转速 (2)每齿进给量 (3)背吃刀量 (4)侧吃刀量 改变主轴转速时刀具的应力应变分布 切削速度越高，单位时间内加工 的工件也越多，加工效率也就越 高；但高切削速度减少了刀具寿 命，降低了刀具的耐用度，从而 也增加了加工成本。由于这种矛 盾的存在，高速切削时，应选择 合适的切削速度。对于每种工件 材料，都有它最佳的切削速度， 而对于每一种刀具材料，也有适 于它发挥本身切削性能的最佳切 削速度。 改变每齿进给量时刀具的应力应变分布 随着进给量增大，刀具应力和刀具变 形量均相应增加，且增幅较大。 高速切削中具体进给量的选择，目前 还没有完整的加工参数表和高速切削 数据库可供选择，也没有现成的加工 实例可供参考。高速切削虽然是作为 一种全新的切削方式，但在实际加工 中，大多数情况依然是依靠以往的经 验，根据所加工的材料和工序特征 等，进行大量的试切来确定最佳的切 削速度和进给速度。 改变背吃刀量时刀具的应力应变分布 由此图表可以看出当背吃刀量从0.5增 加到4.5时SMX和DMX都增了很多 倍，所以背吃刀量对刀具的应力场影 响很大，要尽量的选取小一些，另外 在实际加工中，背吃刀量还受到机床 功率、刀具强度、加工余量等条件的 限制。太大的背吃刀量会引起振动使 刀具受到冲击甚至破损，从而降低了 刀具的使用寿命 。 改变侧吃刀量时刀具的应力应变分布 从此图同样可以看出侧吃刀量对刀具 应力场影响也很大，仅次于背吃刀量 对刀具应力场的影响，和进给量对刀 具应力场的影响差不多，但比切削速 度对刀具应力场的影响要大，所以在 高速加工中，除了对背吃刀量的选择 要小以外，对侧吃刀量的选择也要尽 量的小些。 总结 从以上的分析可以看出在转速在10000r/min时, 切削力对刀具的应力场分布的影响还是比较大的 ，当速度进一步加大时切削力的影响就逐渐消弱 了。从铣削用量的角度来看，背吃刀量即切削深 度对铣削力的影响最大，其次是侧吃刀量和进给 量，切削速度对铣削力的影响最小。总的来说是 转速增高，但一定要
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