| HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5 |
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HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5 日本進(jìn)口HIR直線軸承 日本進(jìn)口HIR不銹鋼直線軸承 HIR/海瑞直線軸承代理商 HIR/海瑞導(dǎo)軌樣本 HIR/海瑞交叉滾子軸承樣本 日本HIR花鍵軸授權(quán)經(jīng)銷商 SKW型立式支撐座（英制系列） NB型號 SKW04 SKW06 SKW08 SKW10 SKW12 SKW16 SKW20 SKW24 SKW32 SHF型臥式支撐座 NB型號 SHF3 SHF4 SHF5 SHF6 SHF8 SHF10 SHF12 SHF13 SHF16 SHF20 SHF25 SHF30 SHF35 SHF40 SHF50 RU124UUCCOP5 RU148UUCCOP5 RU178UUCCOP5 RU228UUCCOP5 RU297UUCCOP5 RU445UUCCOP5 RU124(G)UUCCOP5 RU124XUUCCOP5 RU148(G)UUCCOP5 RU148XUUCCOP5 RU178(G)UUCCOP5 RU178XUUCCOP5 RU228(G)UUCCOP5 RU228XUUCCOP5 RU297(G)UUCCOP5 RU297XUUCCOP5 RU445(G)UUCCOP5 RU445XUUCCOP5
加工技能及切削刀具制造技能的不停生長，對高速切削技能的理論研究不停深入，高速切削技能已 在航空、 、汽車、機床、模具等制造範(fàn)疇得到了日益普遍的應(yīng)用。高速切削技能作爲(wèi)一種先輩 的共性制造技能，已成爲(wèi)切削加工的緊張生長偏向。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5高速切削的觀點早由德國的 Carl.J.Salomon博士于1931年提出。二十世紀(jì)六十年代以後(特別是 八十年代以來)，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家非常珍視高速切削技能的生長，紛紛投入大量人力及資金，對高 速切削及其相幹技能舉行研究開辟。九十年代以來，高速切削技能的研究進(jìn)人成熟階段，其應(yīng)用範(fàn) 圍進(jìn)一步擴大。一樣平常認(rèn)爲(wèi)，高速切削是指切削速度高出平凡切削的5～10倍或機床主軸轉(zhuǎn)速在 10000r/min以上的切削。實際上，根據(jù)工件質(zhì)料、切削加工要領(lǐng)以及刀具質(zhì)料的差異，高速切削的 切削速度範(fàn)疇會有相應(yīng)變革。概括地講，具有下列特征的切削加工可稱爲(wèi)高速切削加工：① 切削 速度高：車削速度v≥500m/min 銑削速度v≥300m/min，鑽削速度v≥200m/min；②進(jìn)給量大：進(jìn)給 速度Vf=20～50m/min或每刃進(jìn)給量fz=1.0～1.5 mm。 相對付平凡切削而言，接納高速切削技能可使單位時間內(nèi)的質(zhì)料叨除率提高3.5倍或更高，同時加 工成本可低沈20%～50%，加工精度和加工外貌質(zhì)量可提高1～2級，這便是下各國競相研究高速切 削技能的緊張緣故原由。別的，應(yīng)用高速切削技能還可變化對某些難加工質(zhì)料的切削加工要領(lǐng)，如直接 對淬硬質(zhì)料工件舉行車削或銑削加工，實現(xiàn)“以切代磨”等。 2 金屬切削數(shù)據(jù)庫的生長表面 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5創(chuàng)建切削數(shù)據(jù)庫、爲(wèi)呆板制造業(yè)提供合理及優(yōu)化的切削數(shù)據(jù)不但是提高切削加工效率和經(jīng)濟效益的 一種有效步伐，而且切削數(shù)據(jù)庫還是生長種種當(dāng)代制造技能(如CNC、CAPP、CAD/CAM、FMS、CIMS等 )的緊張研究根本，是這些體系大衆(zhòng)制造數(shù)據(jù)庫的緊張組成部門。自二十世紀(jì)六十年代中期以來， 各工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開初創(chuàng)建金屬切削數(shù)據(jù)庫，以積累和儲存豐富的金屬切削生産和試驗數(shù)據(jù)。世 界上一個金屬切削數(shù)據(jù)庫是1964年由美國技能切削團(tuán)結(jié)研究公司和美國空軍質(zhì)料實行所團(tuán)結(jié)創(chuàng)建 的，稱爲(wèi)美國空軍加工性數(shù)據(jù)中間 (AFMDC)。以後．各工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開辟了各自的金屬切削數(shù) 據(jù)庫，此中比力著名的有前聯(lián)邦德國的INFOS和美國的MDC(可加工性數(shù)據(jù)中間， AFMDC 的後續(xù)版本 )。我國自“六五”末期開始金屬切削數(shù)據(jù)庫的研究事情，成都東西研究所、東南大學(xué)、南京航空 大學(xué)、夭津大學(xué)、成都科技大學(xué)等單位舉行了大量研究事情，創(chuàng)建了多種實用的金屬切削數(shù)據(jù) 庫(如成都東西研究所研制的多成果、多用途車削數(shù)據(jù)庫軟件CTRN90V1.0及後續(xù)版本，南京航空航 大學(xué)研制開辟的小型通用切削數(shù)據(jù)庫體系NAIMDS等)。 3 高速切削數(shù)據(jù)庫的核心技能 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5金屬切削數(shù)據(jù)庫是在金屬切削理論研究較爲(wèi)成熟、切削加工工藝廣泛應(yīng)用、切削參數(shù)極爲(wèi)豐富的條 件下，陪伴著謀略機技能、數(shù)據(jù)庫技能和先輩切削加工技能的不停生長而生長起來的，F(xiàn)在、下 各國雖然創(chuàng)建了許多金屬切削數(shù)據(jù)庫．但尚無實用于高速切削加工的數(shù)據(jù)庫，而創(chuàng)建高速切削數(shù)據(jù) 庫對付推廣和應(yīng)用高速切削加工技能具有非常緊張的意義。高速切削數(shù)據(jù)庫除與平凡切削數(shù)據(jù)庫一 樣必須具有保舉切削刀具和提供優(yōu)化的切削參數(shù)等根本成果外．還應(yīng)根據(jù)高速切削自身的特點，解 決以下成果與布局問題： 與數(shù)控體系、CAD/CAM 軟件良不壞的通信與接口：由于高速切削大多接納數(shù)控機床或加工中間，自動 化程度很高，因此高速切削數(shù)據(jù)庫必須具有良不壞的與數(shù)控體系的通信和接口成果，才氣充實發(fā)揮高 速切削的優(yōu)勢。數(shù)控技能近十幾年來生長非常敏捷，數(shù)控體系已從具有單純的活動控制成果生長成 爲(wèi)可以大概舉行圖形圖像處理懲罰、通信、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N龐大成果的開放式謀略機數(shù)字控制體系。利 用謀略機通信與接口技能可直接或議決CAD/CAM軟件在高速切削數(shù)據(jù)庫與數(shù)控機床或加工中間的數(shù) 控體系之間舉行查問、優(yōu)化、傳輸?shù)纫幌盗袛?shù)據(jù)操作。 推理成果：由于高速切削技能起步較晚，現(xiàn)在尚無可直接用于生産的通用高速切削數(shù)據(jù)手冊．可用 的只有一小部門常用質(zhì)料的切削數(shù)據(jù)。人工智能技能剛爲(wèi)創(chuàng)建高速切削數(shù)據(jù)庫的推理成果提供了有 力資助，利用人工智能基于規(guī)矩或?qū)嵗耐评砑寄、暗昧控制技能等，可根?jù)現(xiàn)有的告成加工實例 孕育産生新的切削數(shù)據(jù)．直接或經(jīng)試驗驗證後輸人數(shù)據(jù)庫作爲(wèi)可用數(shù)據(jù)。 散布式布局：高速切削數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有散布式布局，以便爲(wèi)大型制造企業(yè)疏散在差異地理位置的生産 和販賣部門提供辦事。數(shù)據(jù)庫技能是謀略機技能中生長決、應(yīng)用普遍的技能之一，當(dāng)前成熟 的幹系數(shù)據(jù)庫技能和理論已得到敏捷生長和普遍而有效的應(yīng)用，出現(xiàn)了一批基于幹系數(shù)據(jù)模型、支 持Client/Server結(jié)會商散布式布局的商品化的幹系數(shù)據(jù)庫辦理體系(如Micosoft公司的SQL Server 2000、0racle公司的0racle 8等)．爲(wèi)創(chuàng)建高速切削數(shù)據(jù)庫提供了良不壞的技能支持。 網(wǎng)絡(luò)成果：高速切削數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)成果，以便各相幹用戶議決謀略機網(wǎng)絡(luò)查問相應(yīng)的切削數(shù)據(jù) ，爲(wèi)種種先輩制造技能提供相應(yīng)的根本數(shù)據(jù)隨著Intranet/Internet技能和制造技能的生長，敏捷 制造、協(xié)同制造、遠(yuǎn)程制造、網(wǎng)絡(luò)制造等先輩技能已成爲(wèi)制造技能的緊張生長偏向。謀略機網(wǎng)絡(luò)與 通信技能的飛速生長和普遍應(yīng)用爲(wèi)高速切削數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)成果提供了堅固的應(yīng)用根本和有力的技能 支持。 預(yù)測成果：高速切削數(shù)據(jù)庫議決利用已有的人工智能技能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技能、有限元分析技能、 統(tǒng)計分析技能及種種切削力模型、切削溫度模型、刀具磨損模型等，應(yīng)具有預(yù)測某些切削結(jié)果的功 能，如預(yù)測工件的加工精度、外貌粗糙度以及刀具利用壽命等。 1 圖1 高速切削數(shù)據(jù)庫根本成果表示圖 1 圖2 高速切削數(shù)據(jù)庫根本布局框圖 4 高速切削數(shù)據(jù)庫的根本布局 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5高速切削數(shù)據(jù)庫的根本成果如圖1所示。此中，輸入項爲(wèi)用戶根據(jù)本身的必要提出的具體要求，如 工件及加工要求項反應(yīng)工件的質(zhì)料型號、加工前後的外形尺寸、公差等要求；輸出項是高速切削數(shù) 據(jù)庫對用戶需求舉行處理懲罰後的輸出結(jié)果，如刀具質(zhì)料、型號項是數(shù)據(jù)庫向用戶保舉的刀具質(zhì)料範(fàn)例 、牌號等。 聯(lián)合現(xiàn)有金屬切削數(shù)據(jù)庫的布局及謀略機和數(shù)據(jù)庫技能發(fā)展現(xiàn)狀，我們認(rèn)爲(wèi)，高速切削數(shù)據(jù)庫應(yīng)采 用C/S布局，該布局具有散布式存儲和處理懲罰數(shù)據(jù)的成果以及良不壞的動態(tài)性，且便于擴充。同時，高 速切削數(shù)據(jù)庫應(yīng)接納人工智能技能的結(jié)果，具備良不壞、實用的推理成果和預(yù)測成果，爲(wèi)高速切削技 術(shù)的推廣應(yīng)用提供有效的資助東西。 高速切削數(shù)據(jù)庫的根本布局如圖2所示。高速切削數(shù)據(jù)庫緊張由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)評價驗證系 統(tǒng)、應(yīng)用開辟體系、網(wǎng)絡(luò)與通信接口、輸出及用戶等部門組成。 數(shù)據(jù)庫部門：數(shù)據(jù)庫由切削數(shù)據(jù)、刀其、上件、機床、工裝夾具、模型、加工實例、別的數(shù)據(jù)等多 個分庫組成，此中：①切削數(shù)據(jù)；切削參數(shù)庫緊張存儲切削速度、切削深度、進(jìn)給量、切削性質(zhì)、 範(fàn)例、切削液等數(shù)據(jù)；②刀具：存儲刀具質(zhì)料、形狀、型號、加工用途、生産商等數(shù)據(jù)；③工件： 存儲工件質(zhì)料、牌號、外形、加工範(fàn)例、加工性質(zhì)等數(shù)據(jù)；④機床：存儲機床型號、技能參數(shù)、生 産商等數(shù)據(jù)；⑤工裝夾具：存儲工裝及夾具範(fàn)例、用途等數(shù)據(jù)；⑥模型：存儲切削參數(shù)模型、優(yōu)化 模型、系數(shù)模型、切削力模型、刀具耐用度模型等；⑦加工實例：存儲加工實例數(shù)據(jù)；⑧ 別的數(shù) 據(jù)：存儲用戶辦理、數(shù)據(jù)庫辦理等方面的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)源部門：高速切削數(shù)據(jù)庫所用數(shù)據(jù)的源頭，包羅工廠、實行室、文獻(xiàn)手冊提供的切削參數(shù)、機 床、刀具、工裝夾具、質(zhì)料、模型等數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)評價驗證體系部門：驗證數(shù)據(jù)庫提供或輸人數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。 應(yīng)用開辟體系部門：完成數(shù)據(jù)查問、錄人、更新、修改、刪除、優(yōu)化、傳輸，實例推理、加工結(jié)果 預(yù)測、數(shù)據(jù)庫辦理等應(yīng)用成果。 當(dāng)代金屬切削加工技能正朝著高速度、高效率、高精度、低成本、節(jié)省資源、綠色環(huán)保等偏向生長 。而傳統(tǒng)的刀具開辟進(jìn)程必要經(jīng)曆質(zhì)料研制→刀具計劃→制造成型→切削試驗→反饋修改→投入生 産等多個關(guān)鍵，開辟周期很長，已難以饜足當(dāng)代切削加工技能生長的要求。比年來，出現(xiàn)了一門基 于當(dāng)代數(shù)學(xué)、力學(xué)等多學(xué)科理論、借助于謀略機技能及先輩算法的新型技能——假造計劃技能。應(yīng) 用該技能可對許多工程問題舉行數(shù)值模擬，從而可加快産品的計劃速度，提高計劃精度及可靠性。 假造計劃技能也可應(yīng)用于金屬切削刀具的研究開辟中。議決將質(zhì)料性能參數(shù)輸入謀略機、創(chuàng)建有限 元模型、加載、謀略等步驟，即可逼真地模擬出整個切削進(jìn)程，並對刀具多少參數(shù)舉行優(yōu)化計劃。 應(yīng)用該技能不但可大大收縮刀具産品的計劃開辟周期，而且可提高計劃的告成率和可靠性。 數(shù)值模擬技能是假造計劃的核心技能，而數(shù)值模擬技能接納的緊張分析要領(lǐng)爲(wèi)有限單元法。比年來 ，有限元分析技能在謀略機技能生長的推動下也不停生長，開辟出了許多良不壞的有限元分析軟件， 有力促進(jìn)了假造計劃技能的推廣應(yīng)用。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5本研究應(yīng)用國際通用的大型有限元軟件ANSYS，告成模擬出了金屬切削進(jìn)程中刀具所受應(yīng)力的變革 及剪切角的形成進(jìn)程，並以刀具前角爲(wèi)變量舉行了一系列謀略，驗證了刀具前角與剪切角之間的變 化幹系。在切削進(jìn)程中，影響上述變革進(jìn)程的因素較多，不但取決于刀具多少參數(shù)、切削用量等， 而且與工件質(zhì)料性能密切相幹。在數(shù)值模擬進(jìn)程中，不但要思量質(zhì)料非線性、多少非線性和狀態(tài)非 線性，而且對解算器的選擇及載荷步的控制也有嚴(yán)格要求。ANSYS 軟件強大的非線性處理懲罰成果可爲(wèi) 切削進(jìn)程的數(shù)值模擬提供強有力的資助。 1 建模與謀略 有限元建模 創(chuàng)建精確的有限元模型是實現(xiàn)數(shù)值模擬的要害。聯(lián)合金屬切削的實際環(huán)境，建模時應(yīng)重點思量以下 幾個問題： 1 圖1 兩種屈服準(zhǔn)則的屈服軌跡比力 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5創(chuàng)建合理的質(zhì)料模型是模擬切削進(jìn)程的緊張條件。思量到刀具質(zhì)料硬度宏大于工件質(zhì)料硬度，建模 時可將刀具視爲(wèi)彈性體，將工件建成爲(wèi)彈塑性模型。在整個切削進(jìn)程中，質(zhì)料的變革黑白線性的， 因此必要確定質(zhì)料的屈服準(zhǔn)則、流動準(zhǔn)則及強化準(zhǔn)則。在龐大應(yīng)力狀態(tài)下，連續(xù)體進(jìn)入屈服狀態(tài)的 果斷尺度通常接納 Tresca 屈服準(zhǔn)則和Von Mises 屈服準(zhǔn)則。Tresca 屈服準(zhǔn)則認(rèn)爲(wèi)：變形體內(nèi)的 大剪應(yīng)力到達(dá)某一臨界值時即進(jìn)入屈服狀態(tài)。而VonMises 屈服準(zhǔn)則認(rèn)爲(wèi)：當(dāng)變形體內(nèi)單位體積 的形狀變化彈性能或單位體積的彈性形變能到達(dá)某一極限值時，變形體即進(jìn)入屈服狀態(tài)。由于 Tresca 屈服準(zhǔn)則中未反應(yīng)出中間主應(yīng)力s2對屈服準(zhǔn)則的影響，因此它在數(shù)學(xué)上和多少上都是不連 續(xù)的；而Von Mises 屈服準(zhǔn)則的多少圖形在s1 -s2應(yīng)力平面中是一個外接于Tresca 六角形的橢圓 ，這就消除了屈服軌跡上的角點，辦理了數(shù)學(xué)上的不連續(xù)問題。兩種屈服準(zhǔn)則的屈服軌跡比力如圖 1所示。 對付大多數(shù)金屬質(zhì)料，Von Mises 屈服準(zhǔn)則與實行數(shù)據(jù)更爲(wèi)符合，故本研究建模時選擇Von Mises 屈服準(zhǔn)則作爲(wèi)質(zhì)料是否進(jìn)入屈服狀態(tài)的鑒定尺度。質(zhì)料在熱軟化進(jìn)程中將出現(xiàn)流動性，單個塑性應(yīng) 變分量eplx、eply的生長偏向可議決流動準(zhǔn)則來形貌，其表達(dá)式爲(wèi) 1 (1) 式中：epl——質(zhì)料的塑性應(yīng)變 l——塑性增量系數(shù) Q——決定質(zhì)料應(yīng)變偏向的應(yīng)力函數(shù) 隨著塑性應(yīng)變的生長，屈服準(zhǔn)則可用等向強化和隨動強化兩種強化準(zhǔn)則來形貌，本研究選用了多線 性等向強化準(zhǔn)則(MISO)，它接納輸入多5 個應(yīng)力—應(yīng)變數(shù)據(jù)點的要領(lǐng)來表現(xiàn)應(yīng)力—應(yīng)變曲線，適 用于服從Von Mises 屈服準(zhǔn)則、按比例加載的環(huán)境以及大應(yīng)變分析。 在切屑形成進(jìn)程中，切屑中單元位移的變化和單元取向的變化會影響模型的總體剛度，這是一個包 括大應(yīng)變和大撓度的多少非線性問題，對付此類問題，可以議決激活大應(yīng)變效應(yīng)方程疊代出一個正 確的解。 刀具前刀面與切屑之間以及刀具後刀面與已加工外貌之間均存在摩擦。爲(wèi)了精確形貌摩擦模型，必 須思量整個進(jìn)程的狀態(tài)非線性打仗問題，本研究選用了剛性體對柔性體的打仗模式。由于前刀面上 存在粘結(jié)區(qū)和滑動區(qū)，且兩地區(qū)的位置因切削條件差異而異，故可議決設(shè)置一個大允許剪應(yīng)力 tmax來加以控制，即界面剪應(yīng)力低于tmax的地區(qū)爲(wèi)粘結(jié)區(qū)，界面剪應(yīng)力高于tmax的地區(qū)爲(wèi)滑動區(qū)。 爲(wèi)使數(shù)值模擬實行更具代表性，本研究選取硬質(zhì)合金WC-TiC-TaC-Co 作爲(wèi)刀具質(zhì)料，其彈性模量 E=550GPa，泊松比μ=0. 3；選取A3 鋼作爲(wèi)工件質(zhì)料，其彈性模量E=210GPa，泊松比μ=0. 3，極限 應(yīng)力sb=520MPa，屈服應(yīng)力ss=320MPa，極限變形爲(wèi)20%。 1 圖2 直角自由切削有限元模型 1 圖3 剪切角形成圖 1 圖4 刀具體有效應(yīng)力散布圖 1 圖5 刀具前刀面上各點的有效應(yīng)力與其距刀尖距離的幹系 1 圖6 Lee & Shaffer剪切角理論 表 對應(yīng)差異刀具前角的剪切角 刀具前角 -15° -10° -5° 5° 10° 15° 剪切角 38° 41° 44° 48° 52° 56° 創(chuàng)建如圖2所示的直角自由切削二維有限元模型。在此模型中，將工件分別爲(wèi)1750個單元，將刀具 分別爲(wèi)100個單元；在工件底部束縛X、Y 向兩個自由度，在工件左側(cè)束縛X向自由度；刀具則束縛Y 向自由度。 加載與謀略 在刀具右端施加水平向右的位移，刀具在給定速度和差別的位移邊界條件下向右移動，形成切削過 程。然後議決謀略軟件的解算器舉行綜合謀略。 議決ANSYS 後處理懲罰器可觀察到切削進(jìn)程中剪切角的形成(如圖3所示)和刀具所受有效應(yīng)力的變革情 況(如圖4所示)。由此，可借助于AutoCAD 軟件測出剪切角的大小。同時，可得到刀具在恣意時間 所受的瞬時有效應(yīng)力。 刀具前刀面的有效應(yīng)力分析 由圖4的刀具等應(yīng)力線散布環(huán)境可知，刀尖處的有效應(yīng)力大，沿前刀面向上則漸漸減小。刀具前 刀面上各點的有效應(yīng)力與其距刀尖距離的幹系如圖5所示。這一結(jié)果與B A 奧斯塔費耶夫所著的《 刀具動態(tài)強度謀略》(呆板工業(yè)出版社1982出版)中的結(jié)論劃一。 2 Lee & Shaffer剪切角理論的驗證 Lee & Shaffer剪切角理論 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5質(zhì)料進(jìn)入屈服狀態(tài)後，塑性區(qū)中各點沿其相互正交的大剪應(yīng)力偏向産生塑性剪切，將各點的大 剪應(yīng)力偏向連接起來形成一個正交的網(wǎng)絡(luò)，即爲(wèi)塑性剪切的滑移線場。由此，可布局出刀具前刀面 前線切削層中的滑移線場如圖6 所示。切屑層中AB 爲(wèi)塑性區(qū)與剛性區(qū)的分界限，即剪切面，剪切 面與刀具位移偏向的夾角即爲(wèi)剪切角。由圖6 多少幹系可得 f+b-g0=45° (2) 式中f——剪切角 b——摩擦角 g0——刀具前角 由式(2)可知，當(dāng)?shù)毒咔敖莋0增大時，剪切角f隨之增大，形成的切屑越薄，變形越小，反之亦然， 這便是Lee & Shaffer剪切角理論。要是已知剪切角和被剪切質(zhì)料的屈服剪應(yīng)力，就可謀略出切削 力，因此，研究剪切角是研究切削機理的緊張途徑。 用假造計劃要領(lǐng)驗證Lee & Shaffer剪切角理論 假造計劃要領(lǐng)爲(wèi)剪切角的研究提供了一種更爲(wèi)輕便的要領(lǐng)。基于上述研究，我們連結(jié)切削進(jìn)程中的 別的因素穩(wěn)固，在-15°～15°範(fàn)疇內(nèi)變化刀具前角，創(chuàng)建差別的切削仿真模型舉行謀略，測得剪 切角的變革範(fàn)疇爲(wèi)38°～56°。對應(yīng)差異刀具前角的剪切角謀略結(jié)果見表。 謀略結(jié)果表明，當(dāng)?shù)毒咔敖窃龃髸r，剪切角隨之增大，變形減小。由此驗證了結(jié)論的精確性。 3 結(jié)論 議決對金屬切削進(jìn)程的有限元模擬及結(jié)果分析，可得出如下結(jié)論： 應(yīng)用有限元要領(lǐng)告成模擬出了金屬切削進(jìn)程中切削層的形成進(jìn)程和整個剪切變形區(qū)的應(yīng)力—應(yīng)變變 化進(jìn)程。對付切削中三個變形區(qū)形成進(jìn)程的模擬證明利用該要領(lǐng)模擬大應(yīng)變塑性變形具有可行性。 研究刀具強度時必須首先相識刀具所受載荷環(huán)境，而切削進(jìn)程中刀具受力的邊界條件非常龐大。有 限元法可以議決仿真實行進(jìn)程給刀具施加瞬時邊界條件，可獲取切削進(jìn)程中任臨時間刀具恣意部位 的種種應(yīng)力、應(yīng)變值，從而爲(wèi)刀具的優(yōu)化計劃提供一系列數(shù)值解。因此，數(shù)值模擬要領(lǐng)作爲(wèi)謀略機 資助工程體系的緊張組成部門，必將成爲(wèi)刀具理論研究和産品開辟中一種更有效、更可靠的研究方 法。 模具CAD/CAE/CAM是改革傳統(tǒng)模具生産要領(lǐng)的要害技能，是一項高科技、高效益的體系工程。它以 謀略機軟件的情勢，爲(wèi)企業(yè)提供一種有效的資助東西，使工程技能人員借助于謀略機對産品性能、 模具布局、成形工藝、數(shù)控加工及生産辦理舉行計劃和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技能能顯著收縮模 具計劃與制造周期、低沈生産成本和提高産風(fēng)致量已成爲(wèi)模具界的共識。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5與任何複肇事物一樣，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中經(jīng)曆了從簡略到龐大，從試點到普遍的過 程。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具 CAD/CAE/CAM技能生長速度更快、應(yīng)用範(fàn)疇更廣，爲(wèi)了使寬大模具工 作者能進(jìn)一步加深對該技能的了解，更不壞發(fā)揮模具CAD/CAE/CAM的作用，本文針對模具中應(yīng)用廣 泛、具有代表性的鑄造模、鍛模、級進(jìn)模、汽車包圍件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的生長狀態(tài) 和趨勢作概括性的介紹和分析。 鑄造模CAD/CAE/CAM的生長表面 鑄造成形進(jìn)程模擬的探索性事情始于求解鑄件的溫度場散布。 1962年丹麥的Fursund用有限差 分法初次對二維形狀的鑄件舉行了凝聚進(jìn)程的傳熱謀略，1965年美國通用汽車公司Henzel等對汽輪 機鑄件告成舉行了溫度場模擬，以後鑄件在模具型腔內(nèi)的傳熱進(jìn)程數(shù)值分析技能在全下範(fàn)疇內(nèi)迅 速開展。從上世紀(jì)70年代到80年代，美國、英國、法國、日本、丹麥等相繼在鑄件凝聚模擬研究和 應(yīng)用上取得了顯著結(jié)果，並連續(xù)推出一批商品化模擬軟件。進(jìn)入 90年代後，我國的高等院校，如 清華大學(xué)和華中科技大學(xué)在該範(fàn)疇也取得了矚目的成績。 單純的傳熱進(jìn)程模擬並不能精確謀略出鑄件的溫度變革和預(yù)測鑄造中大概孕育産生的缺陷，充模過 程對鑄件初始溫度場散布的影響以及凝聚進(jìn)程中液態(tài)金屬的流動對鑄件缺陷形成的影響都是不行忽 視的。鑄件充模進(jìn)程的模擬技能始于上世紀(jì)80年代，它以謀略流體力學(xué)的理論和要領(lǐng)爲(wèi)根本，經(jīng)曆 十余載，從二維簡略形狀開始，漸漸深化和擴展，現(xiàn)已告成實現(xiàn)了三維龐大形狀鑄件的充模進(jìn)程模 擬，並能將流動和傳熱進(jìn)程相耦合，F(xiàn)在外洋已有一批商品化的三維鑄造進(jìn)程模擬軟件，如日本的 SOLIDIA、英國的SOLSTAR、法國的SIMULOR、瑞典的NOVACAST、德國的MAGMA和美國的 AFSOLID、 PROCAST 等。國內(nèi)也有清華大學(xué)的鑄造之星、華中科技大學(xué)的華鑄CAE等。這些鑄造模CAE軟件已覆 蓋鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等種種鑄件，大到數(shù)百噸，小至幾千克，無論是在消除縮孔和縮松，還 是在優(yōu)化澆冒口計劃，革新浮渣夾渣等方面都發(fā)揮了顯著的作用。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5陪伴著 CAE技能在鑄造範(fàn)疇的告成應(yīng)用，鑄造工藝及模具布局CAD的研究和應(yīng)用也在不停深入， 外洋已連續(xù)推出了一些應(yīng)用軟件，如美國鑄造協(xié)會的 AFS- SOFTWARE，可用于鑄鋼和鑄鐵件的澆冒 口計劃，英國FOSECO公司的FEEDERCALK軟件，可以謀略鑄鋼件的澆冒口尺寸和選擇保溫冒口套的類 型。我國華中科技大學(xué)和清華大學(xué)在鑄造工藝及模具布局CAD方面也做了許多事情，如清華大學(xué)開 發(fā)的THFSCAD軟件，緊張由圖形掃描及矢量化和鑄造工藝 CAD兩部門組成。前一部門對掃描輸入的 圖形舉行消藍(lán)去汙和矢量化，後一部門用來創(chuàng)建參數(shù)化圖形、謀略鑄件的加工余量、繪制工藝卡等 。 THFSCAD是在二維圖形學(xué)的根本上開辟的，接納了AUTOCAD軟件爲(wèi)開辟平臺。隨著CAD技能的快速 進(jìn)步，三維CAD體系在鑄造生産範(fàn)疇會漸漸代替二維CAD體系而成爲(wèi)主流計劃體系。 鍛模CAD/CAE/CAM的生長表面 自上世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外許多學(xué)術(shù)機會商公司對鍛模CAD/CAE/CAM技能舉行了普遍的研究， 在鍛造工藝進(jìn)程計劃、鍛模布局計劃和金屬流動模擬等方面均取得了顯著的結(jié)果。 軸對稱鍛件約占鍛件總數(shù)的30%左右，加上軸對稱鍛件多少形狀簡略，易于形貌和定義，以是開 發(fā)鍛模CAD/ CAM體系時國內(nèi)外大多數(shù)機會商人都是從軸對稱鍛模入手。軸對稱鍛模CAD/ CAM體系的 緊張組成部門包羅鍛件計劃、模鍛工藝計劃、鍛模布局計劃和NC編程。鍛件計劃指的是計劃冷鍛件 圖和熱鍛件圖，包羅選擇分模面、增補機加工余量、添加圓角和拔模斜度等。模鍛工藝計劃決定是 否接納預(yù)成形工序、怎樣接納預(yù)成形工序以及怎樣選擇鍛壓配置的噸位。 另一類普遍應(yīng)用的鍛件是長軸類鍛件，其成形工序計劃和模具布局計劃遠(yuǎn)比軸對稱鍛模龐大， 因此開辟長軸類鍛模的CAD/CAM體系的難度更大、通用性也低，現(xiàn)在在許多通用商品化CAD/CAM軟件 上二次開辟的長軸類鍛模的CAD/CAM體系僅限于特定産品和特定場所的應(yīng)用，鍛模CAD/ CAM體系的 生長偏向是成組技能和模具尺度化技能的進(jìn)一步貫徹實行以及CAE技能和人工智能技能的深入應(yīng)用 。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5在CAE 技能方面，有限元法不停是分析和研究金屬鍛造成形的緊張數(shù)值分析要領(lǐng)，多年來已取 得不少階段性的結(jié)果。1973年Lee和 Kobayashi以矩陣分析法導(dǎo)出了剛塑性有限元的Lagrange算法 ，樂因素析了鍛造成形進(jìn)程。1974年Zienkiewicz提出了剛粘塑性有限元的罰函數(shù)法，分析了軋制 、擠壓和拉拔等成形工藝。1982年Mori和Osakada提出了剛塑性有限元中的質(zhì)料可壓縮法並用于軋 制和擠壓中。上世紀(jì) 80年代初，Oh和Altan用大型剛塑性有限元分析軟件ALPID對種種塑性變形問 題舉行了深入研究。90年代以後，外洋一些商品化的專業(yè)有限元分析軟件，如法國的FORGE2、美國 的DEFORM、ABAQUS、MSC/AutoForge等，都已告成地應(yīng)用于鍛造範(fàn)疇。這些軟件不但可以預(yù)測鍛件 成形的全進(jìn)程，而且可以定量地給出與變形有關(guān)的種種物理量，如位移、速度、應(yīng)力、應(yīng)變和載荷 等，爲(wèi)得到優(yōu)的模具計劃、合理的工藝方案和少的試模時間提供了技能包管。 級進(jìn)模CAD/CAE/CAM的生長表面 外洋級進(jìn)模CAD/CAE/CAM的研究始于上世紀(jì)60年代末，70年代便有開端應(yīng)用，但僅限于二維圖形 的簡略衝裁級進(jìn)模，其緊張成果如條料排樣、凹模擺設(shè)、工藝謀略和NC編程等。彎曲級進(jìn)模 CAD/CAM體系出現(xiàn)在80年代，如日即日立公司和富士通公司的彎曲級進(jìn)模體系等。爲(wèi)了可以大概順應(yīng)複 雜模具的計劃，富士通體系接納了自動計劃和交互計劃相聯(lián)合的要領(lǐng)，在該體系中除毛坯展開、彎 曲回彈謀略和工步排序爲(wèi)自動處理懲罰外，別的均必要計劃人員的加入。 應(yīng)用三維多少造型技能的級進(jìn)模體系始于80年代末，如美國Auto-trol公司的Die-Design體系， 該體系接納三維多少模型來形貌鈑金零件，並將三維圖形技能應(yīng)用于模具布局計劃，表現(xiàn)出三維圖 形軟件在模具計劃中的緊張作用。 進(jìn)入90年代，國際著名商品化三維CAD/CAM體系，如美國的Pro/E、UG-II、 CADD5、Solidworks 、MDT等均連續(xù)在模具界得到應(yīng)用。美國PTC公司基于Pro/E體系開辟了鈑金零件造型模塊Pro/Sheet Metal。UG Solution公司在UG-II的根本上開辟了同範(fàn)例的模塊UG/Sheet Metal。以上兩個體系都 缺乏面向級進(jìn)成形工藝及模具布局計劃的專用模塊，但這方面的事情盼望很快，有的已經(jīng)初見結(jié)果 。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5如美國Computer Design公司開辟的級進(jìn)模軟件Striker Systems是販賣量較大的商業(yè)化CAD/CAM 體系，包羅鈑金零件造型（SS-DESIGN）、毛坯展開（SS-UNFOLD）、毛坯排樣（SS- STRIP DESIGN ），模具計劃（SS- DIE DESIGN）和數(shù)控加工（SS-WIRE、SS-PROFILE）等模塊。該體系支持鈑金 零件的特徵造型，雖已具有某些自動化計劃的成果，但其計劃進(jìn)程仍以交互操作爲(wèi)主，現(xiàn)在只實用 于彎曲衝裁級進(jìn)模的計劃。 本世紀(jì)之初，美國UGS公司與我國華中科技大學(xué)相助在UG-II （現(xiàn)爲(wèi)NX）軟件平臺上開辟出基于 三維多少模型的級進(jìn)模CAD/CAM軟件NX- PDW。該軟件包羅工程初始化、工藝預(yù)定義、毛坯展開、毛 坯排樣、廢料計劃、條料排樣、壓力謀略和模具布局計劃等模塊。具有特徵辨認(rèn)與重構(gòu)、全三維結(jié) 構(gòu)聯(lián)系關(guān)系等顯著特色，已在2003年作爲(wèi)商品化産品投入巿場。我國從上世紀(jì)90 年代開始，華中科技 大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機電研究院等相繼開展了級進(jìn)模CAD/CAM體系的研究和 開辟。如華中科技大學(xué)模具技能國家重點實行室在AutoCAD軟件平臺上開辟出基于特徵的級進(jìn)模 CAD/CAM體系 HMJC，包羅鈑金零件特徵造型、基于特徵的衝壓工藝計劃、模具布局計劃、尺度件及 典範(fàn)布局建庫東西和線切割自動編程五個模塊。上海交通大學(xué)爲(wèi)瑞士法因托（Finetool）精衝公司 開辟告成精密衝裁級進(jìn)模CAD/CAM體系。西安交通大學(xué)開辟出多工位彎曲級進(jìn)模CAD體系等。比年來 ，國內(nèi)一些軟件公司也競相參加了級進(jìn)模CAD/CAM體系的開辟行列，如深圳雅明軟件制作室開辟的 級進(jìn)模體系CmCAD、富士康公司開辟的用于單衝模與複合模的CAD體系 Fox-cad等。 汽車包圍件模CAD/CAE/CAM的生長表面 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5國際上早開展汽車包圍件模CAD/CAM體系研究與開辟的是各個大汽車制造公司。早在1965年日 本豐田汽車公司已將數(shù)控技能用于汽車包圍件的模具加工，取得了很不壞的經(jīng)濟結(jié)果。上世紀(jì)80年代 豐田汽車公司所接納的汽車包圍件CAD/CAM體系包羅了NTDFB和CADETT兩個計劃軟件及加工凸、凹模 的 TINCA軟件，可完成車身外形計劃、車身布局計劃、衝模CAD、主模型與衝模加工和夾具加工等 任務(wù)。據(jù)報道，該體系投入利用後可使豐田公司的汽車包圍件成形模計劃與制造時間淘汰50%，本 世紀(jì)之初豐田汽車公司又接納了美國PDC公司基于Pro/E軟件平臺開辟的面向拉延模計劃的專業(yè)化軟 件 Pro/Dieface。 美國通用汽車公司依托美國UGS公司在UG-II軟件平臺上也開辟了用于汽車包圍件模具計劃的專 用模塊，如鈑金件計劃、車身計劃、複蓋件衝壓工藝計劃（包羅衝壓偏向選擇、工藝余量增補、壓 邊面形狀計劃和修邊線確定）和模具布局計劃等，現(xiàn)在該體系正處于試運行階段。與此同時，美國 福特汽車公司、英國 PSF公司、日本獲原鐵工所、富士鐵工所等外洋生産汽車包圍件模具的公司 也開辟了各自公司專用的汽車包圍件模 CAD/CAM體系，F(xiàn)在這些體系尚不合錯誤外出售。 國內(nèi)如湖南大學(xué)、吉林大學(xué)和華中科技大學(xué)等單位近幾年來對汽車包圍件模CAD/CAE/CAM技能進(jìn) 行了體系而深入的研究，取得了許多可喜的結(jié)果。 如湖南大學(xué)以先輩衝壓CAE技能爲(wèi)突破口，開辟出一套包羅衝壓工藝計劃和汽車包圍件模具計劃 和制造的系列化軟件。其衝壓仿真CAE自動建模體系 CADEM- I可以大概利用模具外貌數(shù)控軌跡數(shù)據(jù)作 爲(wèi)網(wǎng)格生成的多少數(shù)據(jù)源，使建模效率成倍的提高，對付汽車包圍件成形，在同樣精度下可使仿真 模型網(wǎng)格單元淘汰近20% ~40%。衝壓仿真CAE體系CADEM-II接納先輩的理論和算法，在包管衝壓件 大變形謀略精度的前提下顯著地提高了分析速度。衝壓工藝分析與計劃體系 CADEM-III接納殼體失 穩(wěn)理論預(yù)測包圍件成形中的起皺趨勢，接納基于仿真的毛坯反算技能，實現(xiàn)了龐大零件的毛坯形狀 和尺寸的疊代反求。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5又如華中科技大學(xué)模具技能國家重點實行室新推出的汽車包圍件衝壓成形快速分析軟件 FASTAMP，基于革新的有限元逆算法和板殼單元，綜合思量了摩擦、壓邊力和拉深筋等工藝條件， 將産品計劃、質(zhì)料選擇和工藝計劃精密討論起來，可以大概快速模擬汽車包圍件成形後的起皺、破碎和 成形不夠等缺陷，優(yōu)化壓邊力、拉深筋和摩擦等工藝參數(shù)、校核壓料面和工藝增補面的合理性、提 供優(yōu)的毛坯形狀，從而可以爲(wèi)汽車包圍件工藝計劃和模具計劃提供 的辦理方案。 塑料注射模CAD/CAE/CAM的生長表面 塑料注射模CAD/CAM是陪伴著通用呆板CAD/CAM技能生長而不停深化的。從上世紀(jì)60年代基于線 框模型的CAD體系開始, 到70年代以曲面造型爲(wèi)核心的CAD/CAM體系，80年代實體造型技能的告成應(yīng) 用，90年代基于特徵的參數(shù)化實體/曲面造型技能的完善，爲(wèi)塑料注射模接納 CAD/CAE/CAM技能提 供了可靠的包管。現(xiàn)在在國內(nèi)外巿場已湧現(xiàn)出一批告成應(yīng)用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM體系。 現(xiàn)在外洋一些著名的商品化三維造型軟件都帶有獨立的注射模計劃模塊，如美國PTC公司的 Pro/E、UGS公司的UG-II、SDRC公司的I- DEAS體系。這三個CAD/CAM體系現(xiàn)在在塑料模具工業(yè)中的 應(yīng)用爲(wèi)普遍。別的另有美國CV公司的CADDS體系、法國MATRA公司的 EUCLID 體系、法國 DASSAULT公司的CATIA體系、英國DELCAM公司的DUCT體系、日本造船信息體系株式會社的Space-E系 統(tǒng)和日本UNISYS株式會社的CADCEUS體系等都各具特色，擁有各自的用戶群。 塑料注射模CAE技能的生長也非常敏捷，從上世紀(jì)60年代的一維流動和冷卻分析到70年代的二維 流動和冷卻分析再到90年代的準(zhǔn)三維流動和冷卻分析，其應(yīng)用範(fàn)疇已擴展到保壓分析、纖維分子取 向和翹曲預(yù)測等範(fàn)疇並且結(jié)果 。 塑料注射成型CAE商品化軟件中應(yīng)用普遍的當(dāng)數(shù)美國Moldflow公司的模擬軟件MF，該軟件緊張 包羅流動模擬（MF/FLOW）、冷卻分析（MF/COOL）、翹曲分析（MF/WARP）、氣輔分析(MF/GAS)和 應(yīng)力分析（MF/STRESS）等。該公司于1998年推出準(zhǔn)三維的雙面流軟件（Part Adviser），2002年 推出真三維的實體流軟件模塊，現(xiàn)在該公司在下上擁有較大的用戶群。 近十余年來，我國對塑料注射成型CAE技能也開展了體系而深入的研究。華中科技大學(xué)、上海交 通大學(xué)、鄭州大學(xué)和南隆重學(xué)等都相繼取得了可喜的結(jié)果。如華中科技大學(xué)模具技能國家重點實行 室在近推出的商品化塑料注射成型集成化仿真體系HSCAE6.10，從1989年推出的HSCAE1.0版到如 今的 6.10版，經(jīng)曆了從二維分析到三維分析，從實用化到商品化，從局部試點到大面積推廣應(yīng)用 的進(jìn)程，已成爲(wèi)塑料制品計劃、模具布局優(yōu)化和工程師培訓(xùn)的有力東西，HSCAE仿真體系現(xiàn)在已在 國內(nèi)80多家工廠和學(xué)校推廣應(yīng)用。 模具CAD/CAE/CAM的生長趨勢 本世紀(jì)的科學(xué)技能正處于日月牙異的變革之中，議決與謀略機技能的精密聯(lián)合，人工智能技能 、並行工程、面向裝置、參數(shù)化特徵建模以及聯(lián)系關(guān)系計劃等一系列與模具工業(yè)相幹的技能生長之快、 學(xué)科範(fàn)疇交錯之廣前所未見。以後十年新一代模具CAD/CAE/CAM體系肯定是當(dāng)今不壞的計劃理念、 新的成形理論和高水平的制造要領(lǐng)相聯(lián)合的産物，其特點將反應(yīng)在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和 智能化四個方面。 HIR軸承支撐座SKW06 SHF35 RU445XUUCCOP5隨著模具工業(yè)的快速生長，近幾年來下各國的軟件開辟商投入了巨大的人力和物力，針對各 類模具的特點，將通用的CAD/CAM體系改革爲(wèi)模具行業(yè)專用的體系，取得了較大結(jié)果。已投入利用 的有美國UGS公司的級進(jìn)模計劃體系NX -PDW、塑料注射模計劃體系Mold Wizard、以色列 Cimatron 公司的模具計劃和制造體系Quick、英國DELCAM公司的塑料模計劃和制造體系PS-Moldmaker、法國 Misslel software公司的注射模專用軟件Top Mold和級進(jìn)模專用軟件 Top Progress、日本UNISYS 株式會社的塑料模計劃和制造體系CADCEUS等。這些軟件的技能特點是能在統(tǒng)一的體系環(huán)境下，使 用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，完成特定模具的計劃。NX-PDW開端實現(xiàn)了模具零件的布局聯(lián)系關(guān)系, CADCEUS的特色 在于三維計劃與二維視圖的聯(lián)動，PS-Moldmaker 做到了加工信息的自動封裝，這些特點使得專業(yè) 軟件越發(fā)宜人化。 |
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