Конспект: Подвергать механической обработке глубокой ямы перекрывается под закрытым государством силла, а режа состоянием инструмента нельзя сразу наблюдать. Программное обеспечение симуляции DEFORM-3D металла пластиковое формируя использовано для того чтобы сымитировать процесс глубокой ямы сверля динамически с методом конечного элемента, предсказывает температуру и изменения стресса в обрабатывая процессе, сравнивают изменения температуры и соответствующего стресса под различными сверля параметрами, и получить кривые изменения режа температуры и соответствующей левой силы под различными скоростями вырезывания. Результаты показывают что повышения режа температуры с увеличением режа глубины, и клонят быть стабилизированы постепенно; Режа температура пропорциональна к режа скорости, пока сила влияния не изменяет много с изменением резать параметры.
Ключевые слова: глубокая яма Rugong; Eform -3D d; Сверлить
Подвергать механической обработке глубокой ямы один из самых трудных процессов в отверстии подвергая механической обработке, и технология глубокой ямы твердая сверля как ключевая технология технологии глубокой ямы подвергая механической обработке. Традиционный метод обработки отнимает много времени и трудоемкий, и точность обработки глубокой ямы не высока, также проблема частого изменения инструмента и риска обрыва инструмента [1]. Сверлить оружия идеальный метод обработки в настоящее время. В процессе глубокой ямы обрабатывая, бурильная труба тонка и длинный, легкий для того чтобы отклонить, произвести вибрацию, и произведенное плечо жары и вырезывания не легки к разрядке. Не возможно сразу наблюдать режа состоянием инструмента. В настоящее время, никакой идеальный путь контролировать изменение и распределение температуры в режа зоне в реальное временя [w]. Только опыт можно использовать для того чтобы судить ли режа процесс нормален путем слушать режа звук, наблюдающ обломоки, касающся вибрации и другим явлениям возникновения.
В последние годы, с быстрым развитием аппаратных технологий и численной симуляции, технология симуляции обеспечивает эффективный научный и технологический путь разрешить эту проблему [4]. Сверлить симуляции большой значимости для улучшать подвергая механической обработке точность, стабильность и эффективность глубоких ям. В настоящее время, некоторые ученые могут косвенно судить или предсказывать обрабатывая процесс заранее через некоторые предварительные методы измерения и анализ программного обеспечения. Например, звон Zhenglong университета Сиань Jiaotong и другие ученые настроил онлайн платформу измерения для того чтобы измерить внутренний диаметр глубоких ям [5], но обрабатывая процесс не смог быть контролируемое онлайн; некоторые инженеры улучшили технологический прочесс глубоких ям путем изменение традиционной структуры механического инструмента. Например, для предотвращения режа плеча от царапать стену отверстия после обработки, шпиндель механического инструмента был использован в перевернутой структуре, и вес собственной личности смазочно-охлаждающей жидкости и плеча вырезывания был использован для того чтобы сделать обломоки более ровно discharged от клиновидного паза бурильной трубы [6] и других измерений, эффектно для того чтобы улучшить сверля качество.
В этой бумаге, пластмасса металла 〇 rm-3D Def формируя программное обеспечение симуляции использована динамически для того чтобы сымитировать сверля процесс; Получены изменения температуры и стресса под различными режа скоростями, и обрабатывая влияние глубокой ямы предсказано заранее, которая обеспечивает основу для дизайна и вставки глубокой ямы обрабатывая хладоагент.
1. Принцип деятельности и сверля технология сверла оружия
1,1 принцип деятельности сверла оружия
Сверло оружия главный инструмент для подвергать глубокие ямы механической обработке. Оно имеет характеристики хорошей точности и низкой шероховатости поверхности после одного сверля [7]. Основная структура сверла оружия показана в диаграмме 1.
Диаграмма 1 основная структура сверла оружия
Сверло оружия состоит из головы, бурильной трубы и ручки. Голова ключевая часть всего сверла оружия, которое вообще сделано из цементированного карбида. 2 типа: объединенный тип и сваренный тип, который обычно сварен с бурильной трубой. Бурильная труба сверла оружия вообще сделана особенной легированной стали и жары - обработанных для того чтобы сделать ее имейте хорошие прочность и ригидность, и иметь достаточные прочность и твердость; Ручка сверла оружия использована для того чтобы соединить инструмент со шпинделем механического инструмента, и конструирована и изготовлена согласно некоторым стандартам.
1,2 процесс сверлить оружия
Во время деятельности, ручка сверла оружия зажата на шпинделе механического инструмента, и буровой наконечник входит в workpiece через отверстие проводника или рукав проводника для сверлить. Уникальная структура лезвия сверла играет роль наведения собственной личности, обеспечивающ режа точность. Во первых процесс пилотное отверстие, и после этого достигает 2~5 m m на пилотном отверстии на некоторой скорости питания, т.е., пункте в диаграмме 2. в то же время, раскрывает хладоагент путем intercooling; Начните подвергнуть механической обработке на нормальной скорости после пилотного отверстия достигает. Во время подвергая механической обработке процесса, примите прерывистый питаться, и питать каждый раз! 2 глубины, осуществляющ глубокую яму и короткое плечо; Когда подвергать механической обработке закончен и выходит реальность, во первых разделите инструмент на быстрой скорости к некоторому расстоянию от дна отверстия, после этого выйдите из пилотного отверстия на низкоскоростное, и в конце концов быстро выйти подвергая механической обработке workpiece и поворот с хладоагента. Весь процесс показан в диаграмме 2. Пунктирная линия в диаграмме представляет быстрое питание, и сплошная линия представляет медленное питание.
2. Анализ силы глубокой ямы сверля
Сравненный с другим металлом режа методы, самая значительная разница между глубокой ямой сверля и другой металл режа методы что сверлить глубокой ямы использует располагать и поддержку блока проводника, который нужно просверлить в закрытой полости. Контакт между инструментом и workpiece нет не одиночный контакт blade+91, а также контакт между дополнительным блоком проводника на инструменте и workpiece.
Как показано в диаграмме 3. Сверло глубокой ямы составлено 3 частей: тело режущего инструмента, зуб резца и блок проводника. Корпус резака горелки неубедителен. Режа плечо входит в от начала и разрядок через полость бурильной трубы. Задний поток использован для того чтобы соединиться с бурильной трубой. Основная режущая кромка на зубах резца разделена в 2, а именно, наружный край и внутреннюю грань.
Принимающ кобальт в глубокой яме плеча multi лезвия внутреннего в качестве примера, вспомогательное лезвие и 2 блока проводника на такой же окружности, и трехочковый фиксированный круг собственная личность направил. Сила на ей проанализирована. Упрощенная механическая модель показана в диаграмме
4. (1) F. режа силы. Режа силу на инструментах глубокой ямы можно разложить во взаимно перпендикулярные касательные силы f, и радиальные силы f, и осевая сила радиальная сила сразу приведет для того чтобы оборудовать гнуть деформацию, осевую силу увеличивает носку инструмента, пока касательная сила на режущей кромке главным образом производит вращающий момент. В процессе обработки, всегда понадеяно, что уменьшает осевую силу и вращающий момент как можно больше на предпосылке обеспечения качества и эффективности обработки. Вообще, срок службы инструмента сразу соединен к осевой силе и вращающему моменту. Чрезмерная осевая сила делает буровой наконечник более легким сломать, и чрезмерный вращающий момент также ускорит ход носки и перерыва инструмента до тех пор пока он не будет сдавать в утиль [1 °].
(2) трение F/. Трение/and/2 произведено когда блок проводника вращает по отношению к стене отверстия; Осевое трение между блоком проводника и стеной отверстия когда он двинет вдоль оси is/lu и 7L;
(3) сила штранг-прессования сила штранг-прессования причинена упругой деформацией стены отверстия. Сила штранг-прессования между блоком проводника и стеной отверстия m и ^ 2. согласно принципу баланса системы силы, ее можно знать этому:
Где: возникающая сила вертикальной режа силы; F. Результант радиальной режа силы; F результант окружной режа силы. Высказывающ предположение о том, что только коэффициент трением кулона рассматривает, осевое трение и окружное трение на блоке проводника равно. Оно может быть прямо через эксперимент
Соедините вращающий момент m и f измеренное во время обработки глубокой ямы.
Для, который дали бурового наконечника, свой номинальный диаметр и определен угол положения блока проводника. К тому же, эмпирическая осевая сила режа силы половина главной режа силы. Путем синтезировать вышеуказанную формулу, режа составляющие силы и силу на блоке проводника можно высчитать.
3. Сверля симуляция сверла оружия
Сверлить глубокой ямы внутреннего плеча унесен в закрытом или semi закрытом условии. Режа жара не легка для того чтобы рассеивать, плечо трудно для того чтобы аранжировать, и ригидность отростчатой системы плоха. Когда хладоагент произвел в сверлить не может войти резать область, приводящ в плохой охлаждать и смазка, температура инструмента поднимет остро, ускоряющ ход носки инструмента; С увеличением сверля глубины, повышений свисания инструмента, и ригидности сверля отростчатых уменшений системы. Все эти положили вперед некоторые особенные требования для процесса глубокой ямы сверля с внутренним удалением обломока. Эта бумага предсказывает жару и режа силу произведенные в режа процессе через симуляцию воспроизводства условий фактической обработки, которая обеспечивает основу для оптимизировать процесс глубокой ямы сверля. 3,1 определение сверля параметров и материальных свойств DEFORM набор конечным основанной элементом имитационной системы процесса для анализировать металл формируя процесс. Путем имитировать весь обрабатывая процесс на компьютере, инженеры и дизайнеры могут предсказать неблагоприятные факторы под различными условиями труда заранее и эффектно улучшить обрабатывая процесс nM2]. В этой бумаге, 3D моделируя программное обеспечение Pm/E использовано для того чтобы нарисовать модель инструмента симуляции, и модель сохранена по мере того как формат STL импортирован в rm Defo - D. 3. Набор режа параметры и условия показаны в таблице 1.
(1) установка условий труда: отборный сверлить как подвергая механической обработке тип, стандарт блока SI, входной сигнал режа скорость и скорость подачи, температура окружающей среды 20t: , фактор трением контактирующей поверхности workpiece 0,6, коэффициент передачи тепла 45 W/m2. 0C, и термальный плавить 15 N/mm2/X.
(2) установка инструмента и workpiece: инструмент тверд, материал сталь 45, workpiece пластиковый, и материал карбид WC.
(3) установило отношение между объектами: Мастерское невольничье отношение rm d e fo что твердое тело основная часть и пластиковое тело раб, поэтому инструмент активен и workpiece управляется.
Параметры таблицы 1 основные Workpiece и инструмента
Для того чтобы сравнить влияние различных параметров процесса на изменениях температуры, стресс и напряжение в режа процессе, симуляция унесены под различными сверля параметрами как показано в таблице 2, и результаты наблюдаются.
Параметры сверлить оружия таблицы 2
3,2 сверля анализ симуляции и результата
(1) температура
Большинство энергии уничтоженной в вырезывании металла преобразована в тепловую энергию. Эта жара причиняет температуру режа зоны поднять оно сразу влияет на носку инструмента, подвергая механической обработке точность и качество поверхности workpiece. В высокоскоростном вырезывании металла, строгое трение и сломать для того чтобы сделать местное повышение температуры к очень высокой температуре в короткий срок. В сверлить оружия, жара главным образом приходит от деформации плеча вырезывания металла, трения между пусковой площадкой поддержки сверла и пусковой площадкой отверстия workpiece, и трением режа плеча на стороне грабл инструмента [13]. Всем этим жара нужно быть охлаженным смазочно-охлаждающей жидкостью. Путем имитировать сверля процесс, получены изменения температуры в площади контакта workpiece на различных скоростях и питания. Эти данные обеспечивают основу дизайна для оптимизировать систему охлаждения во время подвергать механической обработке глубокой ямы. Должный к требованиям к высокой эффективности компьютера для имитировать сверля процесс, она принимает долгое время сымитировать полное отверстие обрабатывая процесс. Путем устанавливать размер шага сверля симуляции, глубина симуляции проконтролирована для того чтобы достигнуть стабилизированной обработки.
Условие симуляции устанавливая число шагов симуляции установленное как 1000, число шагов интервала симуляции установленное как 50, и данные автоматически сохранены каждые 50 шагов; Deform-3D принимает приспособительную технологию поколения сетки. Workpiece пластиковое тело. Используют для того чтобы высчитать поколение сетки режа силу. Тип абсолютного элемента показан в диаграмме 5, а результаты симуляции показаны внутри
Таблица 3.
FIG. 5 модель конечного элемента и сверля процесс сверла глубокой ямы
Сбор данных таблицы 3 резать скорость и температуру с шагами
Путем анализировать и обработка данные в таблице 3, кривые изменения температуры зоны вырезывания workpiece с числом шагов под 3 условия труда получены как показано в диаграмме 6.
FIG. 6 показывает что сверля скорость имеет большее влияние на температуре площади контакта workpiece. В начале сверлить, буровой наконечник и workpiece начинают контактировать, и скорость подачи большая. Острый удар инструмента по workpiece причиняет начальную температуру изменить значительно и поднять быстро. По мере того как сверлить клонит быть стабилизирован, кривая вообще будет нежной но все еще изменяет, которая нормальна для обработки глубокой ямы. Потому что диаметр бурового наконечника небольшой и скорость подачи большая, вибрация упорствует.
Его можно также увидеть от FIG. 6 что сверля скорость имеет большее влияние на температуре. По мере того как скорость увеличивает сверля температура получает более высоко и высокий. От результатов модели конечного элемента, максимальная температура произведенная на различных сверля скоростях происходит в местной зоне деформации около поперечной перемычки сверла, потому что это где сконцентрированы пластиковые деформация и трение плеча инструмента.
FIG. 6 кривая изменения температуры площади контакта со скоростью вырезывания
(2) соответствующее распределение стресса
Стресс Von Mises соответствующий стресс основанный на энергии напряжения ножниц и критери по выхода. После введения соответствующего стресса, независимо от того, как сложный государство стресса тела элемента, его можно представить как стресс нося однонаправленное напряжение на численном значении. Соответствуя отношение между соответствующим стрессом и соответствующим напряжением полученными от анализа отражает твердеть работы материала workpiece причиненного пластиковой деформацией через анализ конечного элемента получены соответствующие изменения стресса сверла оружия на различных сверля скоростях. Интервал симуляции 50 шагов, и результаты автоматически сохранены каждые 50 шагов, как показано в таблице 4.
Сбор данных таблицы 4 резать скорость и равную силу с шагами
Анализ отношения между соответствующим стрессом и числом шагов показан в диаграмме 7. Его можно увидеть что различные скорости шпинделя имеют меньшее влияние на соответствующем стрессе workpiece во время обработки, и изменяют внутри некоторый ряд, но тенденция максимального соответствующего изменения стресса под 3 условиями обработки очень подобна.
Кривая в диаграмме 7 сверлить соответствующий стресс показывает что стресс в отправной точке сверлить большой. По мере того как сверля глубина будет стабилизированной, кривая вообще падает и будет нежной. В то же время, через анализ стресса и напряжения, максимальный соответствующий стресс сверла оружия PA 1550 m, и общее максимальное смещение 0,0823 m M.
4. Заключение
Процесс вырезывания глубокой ямы эффектно сымитирован путем использование программного обеспечения rm Defo. Проанализированы изменение температуры и изменение стресса в процессе вырезывания, и получена кривая изменения между режа температурой и режа скоростью. Это обеспечивает некоторую основу для исследования режущего механизма подвергать механической обработке глубокой ямы, выбора резать параметры и дизайн системы охлаждения в фактический подвергать механической обработке.