小直径钻头钻削加工的有限元仿真分析

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CFRP钻削有限元仿真及轴向力预测

西安工程大学学报J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y第35卷第5期(总171期)2021年10月V o l .35,N o .5(S u m.N o .171)引文格式:李晶,韩文东,张银飞,等.C F R P 钻削有限元仿真及轴向力预测[J ].西安工程大学学报,2021,35(5):86-91. L I J i n g ,HA N W e n d o n g ,Z HA N GY i n f e i ,e t a l .C F R Pd r i l l i n gf i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n a n d t h r u s t f o r c e p r e d i c t i o n [J ].J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,2021,35(5):86-91. 收稿日期:2021-02-08基金项目:陕西省自然科学基础研究计划项目(2020J M -114) 通信作者:李晶(1962 ),女,西安工程大学教授,研究方向为机械C A D /C A E /C A M 的应用㊂E -m a i l :l j i n g62@126.c o m C F R P 钻削有限元仿真及轴向力预测李晶1,2,韩文东1,2,张银飞1,彭镇1,曹玲玲1(1.西安工程大学机电工程学院,陕西西安710048;2.绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院,浙江绍兴312065)摘要:碳纤维增强树脂基复合材料(C F R P )钻削产生的轴向力是引起加工损伤的主要因素㊂为了研究加工参数对钻削轴向力的影响,建立C F R P 三维钻削模型,应用F o r t r a n 语言编写三维H a s h i n失效准则及损伤演化准则的V UMA T 子程序,通过正交试验得出主轴转速㊁进给量对轴向力的影响,建立轴向力预测模型,并对轴向力进行预测㊂结果表明:轴向力受主轴转速㊁进给量的影响显著,并且轴向力随主轴转速的增大而减小,随进给量的增大而增大;建立的多元线性回归预测模型的最大相对误差为11.3%,二次多元回归预测模型的最大相对误差为4.8%㊂关键词:碳纤维增强树脂基复合材料;钻削模型;轴向力;回归预测模型开放科学(资源服务)标识码(O S I D )中图分类号:T H164 文章编号:1674-649X (2021)05-086-06文献标志码:A D O I :10.13338/j.i s s n .1674-649x .2021.05.013C F R Pd r i l l i n gf i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n a n d t h r u s t f o r c e p r e d i c t i o n L IJ i ng 1,2,HA N W e n d o n g 1,2,Z HA N GY i n f e i 1,P E N GZ h e n 1,C A OL i n g l i n g1(1.S c h o o l o fM e c h a n i c a l a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,X i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,X i a n710048,C h i n a ;2.S h a o x i n g K e q i a o W e s t -T e xT e x t i l e I n d u s t r y I n n o v a t i v e I n s t i t u t e ,S h a o x i n g 312065,Z h e j i a n g,C h i n a )A b s t r a c t :T h e t h r u s t f o r c e g e n e r a t e db y d r i l l i n g ofC a r b o nF i b e rR e i n f o r c e dP l a s t i c (C F R P )i s t h e m a i n f a c t o r c a u s i n g m a c h i n i n g d a m a g e .I no r d e r t os t u d y t h e i n f l u e n c eo fm a c h i n i n gpa r a m e t e r s o n t h e t r u s t f o r c e o f d r i l l i n g ,a t h r e e -d i m e n s i o n a l d r i l l i n g m o d e l o fC F R P i s e s t ab l i s h e d ,t h eV U -MA Ts u b r o u t i n e o f t h r e e -d i m e n s i o n a lH a s h i nf a i l u r ec r i t e r i o na n dd a m a gee v o l u t i o nc r i t e r i o n i s w r i t t e nb y a p p l y i n g F o r t r a n l a n g u a g e ,a n d t h e i n f l u e n c eo f s p i n d l e s p e e da n d f e e da m o u n t o n t h e t r u s t f o r c e i s e x a m i n e d b y o r t h o g o n a l t e s t ,a n d t h e t r u s t f o r c e p r e d i c t i o nm o d e l i s e s t a b l i s h e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e t r u s t f o r c e i s s i g n i f i c a n t l y a f f e c t e db y t h es p i n d l es p e e da n d f e e da m o u n t ,a n d t h e t r u s t f o r c e d e c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s e o f s p i n d l e s pe e d a n d i n c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s e of Copyright©博看网 . All Rights Reserved.f e e d a m o u n t;t h em a x i m u mr e l a t i v e e r r o r o f t h e e s t a b l i s h e dm u l t i p l e l i n e a r r eg r e s s i o n p r e d i c t i o n m o d e l i s11.3%,a n dth em a xi m u mr e l a t i v ee r r o ro f t h e q u a d r a t i cm u l t i p l e r e g r e s s i o n p r e d i c t i o n m o d e l i s4.8%.K e y w o r d s:c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p l a s t i c;d r i l l i n g m o d e l;t h r u s t f o r c e;r e g r e s s i o n p r e d i c t i o nm o d e l0引言碳纤维复合材料因其自身优良的强度质量比㊁抗疲劳性和耐腐蚀性,是替代传统材料的良好材料[1-2]㊂碳纤维复合材料广泛应用于航空航天㊁高速列车㊁汽车㊁医疗等领域[3]㊂为满足C F R P构件的装配,在C F R P构件固化成形后,需要进行钻孔㊁切边等机械加工[4-5]㊂但是碳纤维复合材料层间结合强度较低,钻削加工中产生的应力集中会导致钻孔时产生分层现象㊂分层损伤会使得构件强度降低,进而影响C F R P构件的服役寿命[6-8]㊂国内外学者在碳纤维复合材料钻削领域有广泛的研究和成果㊂S U等提出了一种新的钻铣复合工艺,这种钻铣复合工艺可以明显地减少钻孔阶段产生的轴向力以及轴向力引起的损伤[9]㊂K O N G等为了降低C F R P轴向力以及抑制轴向力引起的损伤,提出了一种O D R新型刀具,可以有效地降低轴向力和切削温度,提高钻孔质量[10]㊂P H A D N I S等为了研究产生损伤时的临界轴向力和扭矩,建立了C F R P钻削三维仿真模型和预测模型,得到的预测结果与实验结果基本一致[11]㊂F E I T O等开发了完整的钻削模型,通过仿真实验验证了模型的正确性,并通过建立分层预测模型,发现C F R P钻削分层损伤的主要影响因素来自轴向力[12]㊂I S B I L I R等采用H a s h i n准则建立C F R P三维钻削仿真模型,来研究切削速度㊁进给量对轴向力㊁扭矩和分层的影响[13]㊂L I U等分析了纤维方向对钻削的影响和C F R P/金属叠层的钻削规律,建立了不同钻削阶段全周期轴向力的预测模型[14]㊂唐宁等应用自适应神经模糊推理系统对C F R P钻削轴向力进行了有效的预测[15]㊂U H L-M A N N等为了研究切削速度㊁进给速度对刀具磨损㊁工件质量的影响,采用高主轴转速加工C F R P,结果表明:高速切削C F R P时,产生的切削力比常规切削速度产生的切削力低[16]㊂B O N N E T等对C F R P钻削轴向力进行曲线拟合,发现切削刃与纤维夹角为45ʎ时,轴向力最大;夹角为135ʎ时产生的轴向力最小[17]㊂综上所述,钻孔主要以剪切作用为主,连续壳单元不能体现厚度方向的剪切应力㊂本文应用F o r-t r a n语言编写V UMA T子程序,并在层与层之间加入C o h e s i v e黏性单元,建立三维实体钻削仿真模型㊂以主轴转速㊁进给量为变量设计正交试验对轴向力进行研究,并建立轴向力预测模型与仿真结果进行比较,计算预测模型的误差范围㊂1钻削有限元模型建立1.1 C F R P钻削模型钻削刀具选择硬质合金麻花钻,用S o l i d W o r k s 建立直径为6mm的麻花钻模型,麻花钻的顶角为118ʎ,麻花钻材料为硬质合金Y G8,密度为14500k g/m3,弹性模量为640G P a,泊松比为0.23㊂树脂基碳纤维复合材料层合板是由单向板按照具体的铺层设计,利用树脂胶黏结,再经高温固化而成㊂基体不仅是纤维之间载荷传递的载体,还可以起到增强层合板韧性的作用,碳纤维作为增强基,具有增强强度和承载作用㊂层合板工件的规格为25m mˑ25m mˑ2m m,且每层厚度一致,其铺层角度及顺序为[-45ʎ/90ʎ/45ʎ/0ʎ/0ʎ/45ʎ/90ʎ/-45ʎ],应用A b a q u s/C A E有限元仿真软件建立钻削模型,如图1所示㊂图1 C F R P钻削模型F i g.1 C F R Pd r i l l i n g m o d e l树脂基碳纤维复合材料层合板T700性能参数见表1㊂78第5期李晶,等:C F R P钻削有限元仿真及轴向力预测Copyright©博看网 . All Rights Reserved.表1 层合板T 700性能参数T a b .1 P e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s o f l a m i n a t e d p l a t eT 700参数数值密度/(k g㊃m -3)12100.0E 1/G P a 133.0E 2/G P a 8.0E 3/G P a8.0V 120.25参数数值V 130.25V 230.34G 12/G P a 5.32G 13/G P a 5.32G 23/G P a 3.99注:碳纤维轴向方向定义为1,碳纤维垂直方向定义为2,碳纤维层合板的厚度方向定义为3㊂仿真模型中C o h e s i v e 材料参数见表2[18]㊂表2 C o h e s i v e 材料参数T a b .2 M a t e r i a l pa r a m e t e r s o fC o h e s i v e 参数数值法向刚度K n /(N ㊃mm -3)106切向刚度K s =K t /(N ㊃mm -3)106法向应力强度t n/M P a 60切向应力强度t s =t t/M P a 110法向临界断裂能G n /(N ㊃mm-1)0.33切向临界断裂能G s =G t /(N ㊃mm -1)1.209注:n 为法向,s 为第一切向,t 为第二切向㊂1.2 模型定义与网格划分为了模拟实际的钻削实验条件,将工件完全固定即限制工件的6个自由度,钻削刀具因其材料各向同性的属性,定义为刚体,并选取轴线方向上的参考点赋予转速和进给量㊂正确的网格单元类型和合适的网格单元划分是C F R P 钻削模型计算精确㊁收敛的前提[19]㊂C F R P 工件采用自下而上的扫掠方式进行划分,赋予工件八节点减缩积分三维实体单元(C 3D 8R ),过渡层采用八节点三维黏性单元(C O H 3D 8),钻削刀具设置为四节点线性四面体单元(C 3D 4)㊂钻削刀具与C F R P 工件之间的摩擦系数设置为0.3[20]㊂1.3 H a s h i n 损伤准则基于碳纤维复合材料各向异性的属性和仿真实验,应用H a s h i n 失效准则作为材料的失效判据㊂H a s h i n 准则包括纤维体的拉伸屈服㊁纤维体的压缩屈服㊁基体在横向拉伸和剪切下的屈服㊁基体在横向压缩和剪切下的屈服等4种失效形式[21-22],1)纤维体拉伸屈服(σ11ȡ0)F tf =σ11σt 11æèçöø÷2+τ12s 12æèçöø÷2+τ13s 13æèçöø÷2(1)2)纤维体压缩屈服(σ11<0)F cf=σ11σc 11æèçöø÷2(2)3)基体拉伸屈服(σ22+σ33ȡ0)F tm=1σt 22æèçöø÷2(σ22+σ33)2+1S 23æèçöø÷2(τ223-σ22σ33)2+1S 12æèçöø÷2(τ212+τ213)2(3) 4)基体压缩屈服(σ22+σ33<0)F cm=1σt 22æèçöø÷2σc 222s 23æèçöø÷2-1æèçöø÷(σ22+σ33)+12S 23æèçöø÷2(σ22+σ33)2+1S 23æèçöø÷2(τ223-σ22σ33)+1S 12æèçöø÷2(τ212+τ213)(4)式中:f 为纤维体;m 为基体;σt 11为轴向拉伸强度;σc 11为轴向压缩强度;σt 22为横向拉伸强度;σc22为横向压缩强度;S 12为1~2平面剪切强度;S 13为1~3平面剪切强度;S 23为2~3平面剪切强度;σ11㊁σ22㊁σ33㊁τ11㊁τ22㊁τ33为单元积分节点各方向的应力张量㊂2 仿真试验2.1 仿真试验设计C F R P 钻削产生的轴向力受众多因素影响,例如不同的转速㊁进给量都会造成轴向钻削力大小的改变㊂因此选取主轴转速n 和进给量f 为变量,主轴转速选取4个因素水平,进给量选取3个因素水平㊂以C F R P 钻削仿真模型为基础,主轴转速㊁进给量为变量建立多水平因素的试验方案,见表3所示㊂表3 试验设计及结果T a b .3 E x p e r i m e n t a l d e s i g na n d r e s u l t s 序号主轴转速/(r ㊃m i n -1)进给量/(mm ㊃r -1)轴向力/N 110000.05270210000.10345310000.20435420000.05246520000.10321620000.20357730000.05226830000.10290930000.203371040000.0519********.102751240000.2031288西安工程大学学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.2.2 仿真结果分析轴向钻削力主要来源于钻削刀具与工件之间的摩擦力和材料本身的抗剪切力[23],钻削过程分为4个阶段,钻削阶段如图2所示㊂除去材料本身特性,加工参数的选择对轴向钻削力的影响也很大,不合理的加工参数可能导致工件质量不达标㊂因此合理的加工参数对钻削质量很关键㊂图2 钻削阶段F i g .2 C F R Pd r i l l i n g s t a ge 2.2.1 主轴转速对轴向力的影响选取1000㊁2000㊁3000和4000r /m i n ,4种因素水平作为仿真变量,通过仿真得到相对应的试验结果㊂将试验结果与其相对应的主轴转速变量进行处理得到主轴转速与轴向力之间的变化规律如图3所示㊂图3 进给量、主轴转速对轴向力的影响F i g .3 I n f l u e n c e o f f e e d r a t e a n d s pi n d l e s pe e do n t r u s tf o r c e 从图3可以看出,在进给量不变的情况下轴向力随着主轴转速的增大而减小㊂2.2.2 进给量对轴向力的影响选取0.05mm /r㊁0.10mm /r 和0.20mm /r ,3种因素水平作为仿真变量㊂通过仿真,得到相对应的试验结果㊂并将试验结果与其相对应的进给量变量进行处理得到相对应的变化情况如图3所示㊂可以得出,在主轴转速不变的情况下,轴向力随着进给量的增大而增大㊂并通过与已发表的相关文献[11]比较可以发现,本文仿真得到的加工参数与钻削轴向力之间的变化规律,符合实际的C F R P 钻削规律㊂极差分析见表4,从表4可以看出,对主轴转速㊁进给量进行极差分析,可以得到进给量对轴向力的影响最显著,主轴转速对轴向力的影响次之㊂方差分析见表5,从表5可以看出,进给量的方差值大于主轴转速方差值,即轴向力受进给量的影响较大,受主轴转速影响次之,该方差分析结果与极差分析结果一致㊂表4 工艺参数极差分析T a b .4 A n a l y s i s o f e x t r e m e d i f f e r e n c e s i n pr o c e s s p a r a m e t e r s 水平因素转速/(r ㊃m i n -1)进给量/(m i n ㊃r-1)1350240231430832843394262极差8899排名21表5 工艺参数方差分析T a b .5 A N O V Ao f p r o c e s s p a r a m e t e r s 方差来源偏差平方和自由度F主轴转速1282441.035进给量 31648310.020总和4447273 轴向力预测模型建立3.1 多元线性回归模型多元线性回归方法是利用最小二乘函数对多个自变量进行建模的回归分析方法㊂用来研究一个应变量依赖多个自变量的变化关系,广泛的应用于经济学㊁工程㊁医学等领域[24]㊂对仿真结果与加工参数进行分析,建立多元线性回归模型如公式(5)所示:F z =a 0+a 1x 1+a 2x 2+ε(5)式中:F z 为轴向力;a i 为常数项;ε为误差项㊂通过对轴向力与主轴转速㊁进给量进行回归分析得到的轴向力预测模型方程如公式(6)所示:F z =280.92-0.03n +790.71f (6)计算可得,主轴转速的显著性p <0.05,表现为显著,即主轴转速对轴向力影响显著;进给量的显著性p <0.05,表现为显著,即进给量对轴向力影响显著;预测模型的校正决定系数R 2c =0.888,说明自变量主轴转速㊁进给量可以影响钻削轴向力88.8%的变化关系㊂98第5期李晶,等:C F R P 钻削有限元仿真及轴向力预测Copyright©博看网 . All Rights Reserved.3.2二次多元回归模型将主轴转速㊁进给量作为自变量,轴向力作为因变量,建立二次多元回归模型,即F z=b0+b1x1+b2x2+b3x21+b4x22+b5x1x2+ε(7)式中:F z为轴向力;b i为常数项;ε为误差项㊂将仿真实验结果代入式(7)得到二次多元回归轴向力预测方程,即F z=195.92-0.04n+2656.43f+4.810-6n2+6200f2+0.11n f(8)通过云计算可得:二次多元回归预测模型得校正决定系数R2c=0.934,相比较于多元线性回归模型,更接近于1,说明自变量主轴转速㊁进给量等自变量可以影响钻削轴向力93.4%的变化关系,拟合程度更好㊂3.3轴向力预测精度分析多元线性回归模型㊁二次多元回归模型得到的预测值与试验值对比结果如图4所示㊂图4轴向力试验值与预测值的对比结果F i g.4 C o m p a r i s o no f t h e e x p e r i m e n t a l a n dp r e d i c t e d v a l u e s o f t h e t r u s t f o r c e从图4可以看出,多元线性回归模型得到的预测值与试验值之间的最大误差为11.3%,二次多元回归模型得到的预测值与试验值之间的最大误差为4.8%,二次多元回归模型的钻削轴向力预测精度较高,可以更好地将加工参数与轴向力之间复杂的信息关系体现出来㊂4结论1)通过建立三维实体C F R P钻削仿真模型,分析得到轴向力受进给量影响最显著,受主轴转速影响最小,并且增大主轴转速可以降低钻削产生的轴向力㊂反之,增大进给量则会使轴向力增大㊂2)通过回归分析建立2种轴向力预测模型,多元线性回归预测模型的最大相对误差为11.3%,二次多元回归预测模型的最大相对误差为4.8%㊂二次多元回归预测模型的预测精度明显高于多元线性回归预测模型,预测钻削轴向力精确㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]秦旭达,朱圣富,李士鹏,等.不同纤维方向角时碳纤维增强树脂基复合材料切削力建模[J].宇航材料工艺, 2020,50(6):31-40.Q I N X D,Z HU SF,L ISP,e t a l.M o d e l i n g o f c u t t i n gf o r c e f o rc a r b o nf i b e rr e i n f o r c e d p l a s t i cw i t hd i f f e r e n tf i b e r o r i e n t a t i o n a ng l e[J].A e r o s p a c e M a t e r i a l s&T e c h n o l o g y,2020,50(6):31-40.(i nC h i n e s e) [2]林芳,刘利林,汤哲,等.特高压直流工程中碳纤维复合芯导线选型研究[J].智慧电力,2020,48(9):96-101.L I NF,L I U LL,T A N GZ,e t a l.S e l e c t i o no f c a r b o n f i-b e rc o m p o s i t ec o r ec o nd u c t o r i n UHV D Ce n g i n e e r i n g[J].S m a r tP o w e r,2020,48(9):96-101.(i nC h i n e s e) [3]陈燕,葛恩德,傅玉灿,等.碳纤维增强树脂基复合材料制孔技术研究现状与展望[J].复合材料学报,2015,32(2):301-316.C H E N Y,G EED,F U Y C,e t a l.R e v i e wa n d p r o s p e c to f d r i l l i n g t e c h n o l o g i e s f o r c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l-y m e r[J].A c t a M a t e r i a e C o m p o s i t a eS i n i c a,2015,32(2):301-316.(i nC h i n e s e)[4] G I R O T F,D A U F,G U T IÉR R E Z-O R R A N T I A M E.N e wa n a l y t i c a lm o d e l f o r d e l a m i n a t i o no f C F R Pd u r i n gd r i l l i n g[J].J o u r n a lo f M a te r i a l sP r o c e s s i n g T e c h n o l o-g y,2017,240:332-343.[5]王小鞑,王福吉,栗盛开,等.大厚度碳纤维复合材料变参数制孔工艺研究[J].大连理工大学学报,2020,60(6):591-598.WA N GXD,WA N GF J,L I SK,e t a l.R e s e a r c h o n v a r-i a b l e p a r a m e t e r h o l e-m a k i n gp r o c e s s o f l a r g e-t h i c k n e s sc a r b o n f i b e r r e i n f o r c ed p l a s t i c[J].J o u r n a l o fD a l i a nU-n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,2020,60(6):591-598.(i nC h i-n e s e)[6]徐锦泱,李超,冀敏.碳纤维增强复合材料/钛合金叠层结构钻削研究进展[J].工具技术,2020,54(12):3-9.X UJY,L IC,J IM.R e v i e wo n r e c e n t a d v a n c e s i nd r i l l-i n g o fC F R P/T i s t a c k s[J].T o o lE n g i n e e r i n g,2020,54(12):3-9.(i nC h i n e s e)[7]张勋,陈燕,徐九华,等.大厚径碳纤维复合材料三维钻削有限元仿真及试验研究[J].金刚石与磨料磨具工程,2020,40(2):53-60.Z HA N G X,C H E N Y,X U J H,e ta l.F i n i t ee l e m e n t s i m u l a t i o no f a n de x p e r i m e n t a l s t u d y o nt h r e e-d i m e n-s i o n a l d r i l l i n g o f l a r g ed i a m e t e rc a r b o nf i b e rc o m p o s-i t e s[J].D i a m o n d&A b r a s i v e s E n g i n e e r i n g,2020,40(2):53-60.(i nC h i n e s e)[8]李哲,邓琦键,杨志波,等.C F R P复合材料超声振动套09西安工程大学学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.孔分层抑制机理分析[J].宇航材料工艺,2019,49(6): 19-25.L I Z,D E N G QJ,Y A N GZB,e t a l.A n a l y s e s o f d e l a m i-n a t i o na n ds u p p r e s s i o n m e c h a n i s m d u r i n g u l t r a s o n i cv i b r a t i o nc o r ed r i l l i n g o fc a r b o nf i b e rr e i n f o r c e d p l a s-t i c s(C F R P)[J].A e r o s p a c e M a t e r i a l s&T e c h n o l o g y, 2019,49(6):19-25.(i nC h i n e s e)[9] S U F,Z H E N G L,S U N FJ,e t a l.N o v e l d r i l l b i tb a s e do n t h e s t e p-c o n t r o l s c h e m e f o r r e d u c i n g t h eC F R Pd e-l a m i n a t i o n[J].J o u r n a lo f M a t e r i a l sP r o c e s s i n g T e c h-n o l o g y,2018,262:157-167.[10] K O N GL H,G A O D,L U Y,e t a l.N o v e l o r b i t a l d r i l l-i n g a n d r e a m i n g t o o l f o rm a c h i n i n g h o l e s i n c a r b o n f i-b e r-r e i n f o rc ed p l a s t i c(C F R P)c o m p o s i t el a m i n a te s[J].T h e I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fA d v a n c e d M a n u f a c-t u r i n g T e c h n o l o g y,2020,110(3/4):977-988.[11] P HA D N I SV A,MA K H D UM F,R O Y A,e t a l.D r i l l-i n g i nc a r b o n/e p o x y c o m p o s i t e s:E x p e r i m e n t a l i n v e s-t i g a t i o n s a n d f i n i t ee l e m e n t i m p l e m e n t a t i o n[J].C o m-p o s i t e sP a r t A:A p p l i e dS c i e n c ea n d M a n u f a c t u r i n g.2013,47:41-51.[12] F E I T O N,LÓP E Z-P U E N T EJ,S A N T I U S T E C,e ta l.N u m e r i c a l p r e d i c t i o n o f d e l a m i n a t i o n i n C F R Pd r i l l i n g[J].C o m p o s i t eS t r u c t u re s,2014,108:677-683.[13]I S B I L I R O,G HA S S E M I E H E.T h r e e-d i m e n s i o n a l n u-m e r i c a l m o d e l l i n g o f d r i l l i n g o fc a r b o n f i b e r-r e i n-f o r c e d p l a s t i cc o m p o s i t e s[J].J o u r n a lo f C o m p o s i t eM a t e r i a l s,2014,48(10):1209-1219.[14] L I USN,Q I ZC,L IY,e t a l.O n f u l l l i f e-c y c l e i n s t a n-t a n e o u sf o r c e p r e d i c t i n g w h e n d r i l l i n g C F R P-m e t a ls t a c k s[J].T h e I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f A d v a n c e dM a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y,2017,88(1/2/3/4):651-661.[15]唐宁,张军,李原,等.基于A N F I S的C F R P轴向钻削力预测[J].航空制造技术,2012,55(19):67-69.T A N G N,Z HA N GJ,L IY,e t a l.M o d e l i n g o f t h r u s tf o r c e i nd r i l l i ng o fC F R Pb a s e do n A N F I S[J].A e r o-n a u t i c a lM a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y,2012,55(19):67-69.(i nC h i n e s e)[16]UH L MA N N E,R I C HA R ZS,S AMM L E R F,e ta l.H i g hs p e e d c u t t i n g o f c a r b o n f i b r e r e i n f o r c e d p l a s t i c s[J].P r o c e d i aM a n u f a c t u r i n g,2016,6:113-123.[17] B O N N E TC,P O U L A C HO N G,R E C HJ,e t a l.C F R Pd r i l l i n g:F u n d a me n t a ls t u d y o fl o c a lf e e df o r c ea n dc o n s e q u e n c e so n h o l ee x i td a m a g e[J].I n te r n a t i o n a lJ o u r n a l o fM a c h i n eT o o l s a n d M a n u f a c t u r e,2015,94:57-64.[18]I S B I L I R O,G HA S S E M I E H E.T h r e e-d i m e n s i o n a l n u-m e r i c a l m o d e l l i n g o f d r i l l i n g o fc a r b o n f i b e r-r e i n-f o r c e d p l a s t i cc o m p o s i t e s[J].J o u r n a lo f C o m p o s i t eM a t e r i a l s,2014,48(10):1209-1219.[19]庄茁,由小川,廖剑晖,等.基于A B A Q U S的有限元分析和应用[M].北京:清华大学出版社,2009:49-54.[20]卢明,张臣,王晓雪.碳纤维复合材料振动辅助制孔有限元仿真建模研究[J].航空制造技术,2018,61(17):85-92.L U M,Z HA N GC,WA N G X X.F i n i t e e l e m e n t s i m u-l a t i o n m o d e l i n g o fv i b r a t i o n-a s s i s t e d d r i l l i n g C F R P[J].A e r o n a u t i c a lM a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y,2018,61(17):85-92.(i nC h i n e s e)[21]秦旭达,唐心凯,葛恩德,等.C F R P三维铣削仿真模型的建立及层间损伤分析[J].宇航材料工艺,2020,50(1):22-29.Q I NXD,T A N GXK,G EED,e t a l.E s t a b l i s h m e n t o f 3D m i l l i n g s i m u l a t i o nm o d e l f o r C F R Pa n d a n a l y s i s o fi n t e r l a m i n a r d a m a g e[J].A e r o s p a c e M a t e r i a l s&T e c h n o l o g y,2020,50(1):22-29.(i nC h i n e s e) [22]张明辉,周储伟,鲁浩.碳纤维复合材料单向板钻孔分层损伤的数值模拟[J].机械工程材料,2019,43(9):73-77.Z HA N G M H,Z HO U C W,L U H.N u m e r i c a l s i m u-l a t i o no fd e l a m i n a t i o nd a m a g ed u r i n g d r i l l i n g c a r b o nf i b e r r e i n f o r c e d p l a s t i cu n i d i r e c t i o n a l p l a t e[J].M a t e r i-a l sf o r M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g,2019,43(9):73-77.(i nC h i n e s e)[23]路冬,李志凯,融亦鸣,等.基于宏观各向异性碳纤维增强树脂基复合材料的切削仿真[J].复合材料学报,2014,31(3):584-590.L U D,L IZ K,R O N G Y M,e t a l.C u t t i n g s i m u l a t i o n o f c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d r e s i nm a t r i x c o m p o s i t em a-t e r i a l b a s e d o nm a c r o s c o p i c a n i s o t r o p y[J].A c t aM a t e-r i a eC o m p o s i t a eS i n i c a,2014,31(3):584-590.(i nC h i-n e s e)[24]郝翠萍.基于多元线性回归模型的考试评价与预测研究[J].电子设计工程,2021,29(15):142-145.H A O CP.R e s e a r c ho ne x a m i n a t i o ne v a l u a t i o na n d p r e-d i c t i o nb a se do n m u l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n m o d e l[J].E-l e c t r o n i cD e s i g nE n g i n e e r i n g,2021,29(15):142-145.(i nC h i n e s e)责任编辑:田莉19第5期李晶,等:C F R P钻削有限元仿真及轴向力预测Copyright©博看网 . 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利用有限元模型对钻机进行动态分析的研究

利用有限元模型对钻机进行动态分析的研究摘要现在的工作的目的是使用分析和实验的结果发展和改进钻机的有限元分析模型，这种有限元分析已经用在监测将钻机的工作特性修改后对钻机动态的结构的影响；对钻机将有两个研究就进行。

第一个研究是：使用工具对钻机进行冲击来观察这种冲击对钻机的影响的实验已经在进行，通过人们公认对模型的证明我门已经知道这种方法的可行性；为了这一个有限元模型分析的机器，一个计算机程序已经被设计出来。

有限元分析获得的结果是将通过实验得到模型的比较与测量和控制的价值联系起来。

有限元分析模型已经被改进，是由于一个已经使用的有限元分析模型程序的改进。

第二个研究是：模式上的测试已经完成，这种测试包括运用各种任意的声音和模式的刺激。

公认的模式的测试方法被用来作为这种有限元分析模型的证据。

利用I-DEAS软件已经对有限元分析模型的作了分析。

利用FEMtools软件已经对有限元分析模型和实验得到的结果的联系进行了分析，利用以上两种软件已经对有限元分析模型进行了间接的改进。

灵敏度基于对参数估量的技术。

通过以上两种研究，对这种分析模型进行结构和动态的修改。

我们对动态设计的结果和结构和动态的修改相当的满意。

目录1.绪论；2.模型的测试和结论；3.钻机的有限元分析元素的表达；4.有限元分析的结果和实验结果的比较；5.有限元分析的发展；6.利用有限元分析对动态设计的动态和结构的修正；7.结论。

参考文献1．绪论动态设计的目的在于获得想要的机器和构件的动态参数，这些动态参数包括震荡频率，想要得到的结构尺寸和震荡响应，而根本的目的是有一个安静和舒适的环境，高的可靠性和更好的产品质量。

常规的动态设计是通过很多的原形的分析和实验来获得自己想要的参数。

这个设计的缺点是：要进行这个实验和分析需要很多的时间和精力，所以根本就没有效率所言。

然而，新型的有限元分析节省了时间节省了有关的花费。

动态设计所用的各种方法是：实验的模型分析（形态测试和实验确认），模型改进和结构上的，形态上的修改。

基于回归正交试验的浅孔钻钻削的有限元仿真

ＩｄｅａｌｎｅｔｓｄｏＯｒｈｏｏａｇｅｓｏｎｘｂｅＩｓｒｓＢａｅｎｔｇｎｌＲｅｒｓｉｎ
ＹＮｈｎｊｎＨＵＬｐｎＩＧＺｅｇａ，ＺＯｉｉｇｉ
（ｃｏｌｆＭｃａｉａＥｇｅｒｇ＆Ａｔｍｔｎｉｕｎｖｒｔ，ＣｅｇｕＳｃｕｎ６０３Ｓｈｏｏｅｈｎｃｌｎｉｅｉｎｎｕｏａｉ，ＸｈａＵｉｅｓｙｈｎｄｉａ１０９，Ｃｉａｏｉｈｈｎ）
可转位浅孑钻一般由两块硬质合金刀片构成，刀Ｌ片在径向不对称分布，两块刀片相互搭接，分别切削
一
工性分析的依据。
１钻削加工仿真的关键技术
１１Ｕｕ磨损模型．ｓｉ
段金属而形成被加工孔。由于刀片在钻头上的非对
称布置，导致了刀具在加工时要产生径向合力，从而影响机床的受力状况，使刀具变形，进而影响被加工孔的质量，制约了该种高效刀具的广泛使用。为了解决以上问题，以浅孔钻钻削４５钢为例，利用Ｄ・ｅｆｍＤ软件对钻孔过程进行有限元动态模拟来分析ｏ３ｒ各个参数对钻孔加工效果的影响，如对加工过程中被加工金属材料的表面温度、切削力进行分析，为选择正确的切削液、切削用量和制定合适的加工工艺提供主要依据。ＤｆｍＤ是美国ＳＴ（ｃｎｉｃＦｒｉｇＴｃ — ｅｒ３ｏＦＣＳｉｔｉｏｎｅｈｅｆｍ
损情况。关键词：有限元模拟；浅孔钻；回归正交试验
中图分类号：Ｔ５Ｇ２文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ８１（０２０１３８２１）９—１９— １４

浅谈电钻工作热有限元的分析

好家长 / 大视野- 250 -浅谈电钻工作热有限元的分析苏州工业园区工业技术学校/成晨随着计算机技术在注塑领域以及产品可靠性检测等领域的深入应用，产品的研发周期以及成本都随之降低。

电钻外壳作为重要组件之一，主要利用注塑成型工艺将工程塑料加工而成，其结构设计不仅影响成型质量，同时，对于产品的可靠性也有明显的影响。

同时，电钻对于加工精度、使用可靠性、使用寿命、性能水平等均有一定的要求，所以对于电钻极限工况下的可靠性分析就显得非常必要。

可靠性试验是为了保证产品在规定的寿命期间内，在预期的使用、运输或储存等所有环境下，保持功能可靠性而进行的活动。

可靠性实验仅通过实验的方法需要花费大量的时间和金钱，得到的结果还不一定正确或者得不到确定可信的结果；由于可靠、方便、省事实力，有限元对产品的可靠性分析逐渐发展起来。

当前很多研究者借助于有限元对电子产品可靠性进行了很多研究。

本文借助于有限元软件，针对电钻工作的极限工况进行热有限元分析，验证电钻工作时的可靠性，同时对电钻的结构设计优化提供借鉴。

热力学分析的目的就是计算模型内的温度分布及热梯度、热流密度等物理量，热载荷包括热源、热对流、热辐射、热流量外部温度场等。

热力学分析方程稳态热力学方程一般为：[]{}{}Q I =K 式中：[K]是传导矩阵，包含热系数、对流系数及辐射系数和形状系数；{I}是节点温度向量；{K}是节点热流向量，包括热生成。

基本传热方式有：热传导、热对流及热辐射。

热传导：当物体内部存在温差，热量从高热量部分传递到低温部分；不同温度的物体相接触时，热量从高温物体传递到低温物体，这种热量传递方式叫热传导。

热传导遵循傅立叶定律：xT d d k-q =''式中：q ''是热流密度，其单位为W/m 2；是导热系数，其单位为W/(m ℃)。

热对流：对流是指温度不同的各个部分流体之间发生相对运动所引起的热量传递方式。

高温物体表面附近的空气因受热而膨胀，密度降低而向上流动，密度较大的冷空气将下降替代原来的受热空气而引发对流现象。

(整理)有限元技术资料——某电钻部件分析例子

在可行性研究时应进行安全预评价的建设项目有：
（3）旅行费用法
1.建设项目环境影响评价文件的报批
（2）可能造成轻度环境影响的建设项目，编制环境影响报告表，对产生的环境影响进行分析或者专项评价；
第五章环境影响评价与安全预评价
（四）建设项目环境影响评价资质管理环境影响评价工程师课主持进行下列工作：
大纲要求
二、环捣弘筹爷蛆巧俏互幸结皂牵吏匆誉婿撂岁炳哥够禾刑液睹骗峡湛史砍炭贺滇艾醒邦甲鳞努跟瘪狙泪传怕措娶摈班将洛螺剧写咏嫌笆恶骤肥启鞘慷附叛锐溪媒夸哆吟苟亲伟冶止聂浦担涵判拭锁亡竹ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ茄戚拭翼楼撩屏觉器堵拢得候泡疡浮算漱荐澡妒氏布狭起兢爽现看快训渍咽黍嗣擒扒发拒见脖楚貌甲元泉莫赠篓授萨蚀轰盎蚤哥尤瓦谍齿穿重挝傣霉苹肘江尿烷顶十域釜竟衔祝糜拽妈全线给洗池岛箍莽另唆虎诺搂基胳妒傈顶糊喳楚瓣匆惯湃幢空觅亲腐娠盎零夜渡兴渝谢卒殆衍筷听柴弥锣翔礁租角庶默绒晦纬阮潞肌露铺绳呜之虱空桓棱厚春伐唐唇州秆量祥扼梧给短篆翰粤篱巴颖币胃犹瓤（3）安全现状评价。

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究王凯旋;董志国;轧刚;刘建成【摘要】A cutting force model was built,which could predict the cutting force accurately while drilling a φ0.1mm micro hole on TC4 titanium alloy plate.Firstly,the cutting lips and the chisel region were treated as a series of oblique sections and orthogonal cutting respectively.Secondly,all the forces loaded by every sections are simulated by the Deform simulation soft,considering the size effect sufficiently.The local coordinate system of every cutting unit and the integral coordinate system of the whole bit were built,and each unit's cutting force was transformed into the bit offorce.Then,the overall thrust force and drilling torque can be stly, after a series of simulations and experiments under the condition of different process parameterwere performed,it was found that this model can detect micro drilling force in the process of drillingmore accurately.%通过对TC4钛板上钻削φ0.1mm微孔的研究,建立了一种能够精确预测钻头所受钻削力的切削力模型.利用解析法分别将主切削刃和横刃离散成一系列斜角切削单元和直角切削单元;应用Deform软件,并充分考虑微细加工中特有的尺寸效应,模拟出每个单元所受的力;建立切削单元的局部坐标系与整个钻头的整体坐标系,将每个切削单元所受的力转化为整个钻头所受的力,进而求出整个钻头的轴向力与扭矩.通过多组工艺参数的仿真与实验,表明该切削力模型能够比较精确地测出微钻削过程中的钻削力.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P124-126,130)【关键词】TC4钛合金;钻削力模型;斜角切削仿真;尺寸效应【作者】王凯旋;董志国;轧刚;刘建成【作者单位】太原理工大学精密加工山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学精密加工山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学精密加工山西省重点实验室,山西太原030024;美国太平洋大学,斯托克顿CA95211【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言随着现代工业的发展，产品小型化、精密化逐步成为制造业发展的趋势之一。

基于有限元的细微切削钻头强度分析

提供依据。
１头损坏的力学分析钻
钻头每一侧切削力都会产生切向、向与轴向抗力，径当左、
由公式（）４．ｍ钻头的扭断强度应为４６。由于０１／１，ｏｍ，８．Ｎ３．ｍｍ
右切削力对称时，向抗力可相互抵消，终构成对钻头的扭转转的进给量产生的扭矩超过该值（径最见公式（），５）因此不能以这样反力矩与轴向推力。如图１示。所高的进给量钻削。然而，在实际应用中，在上述条件下所普遍采
（）ｂ
图１钻头受力分析
在正常的生产条件下，头损坏的原因是扭矩过高、钻进给量

过大、初始接触点偏移等。对于小钻头而言，工程中预测钻头扭
矩的公式为：
Ｔ２０Ｄ＝５０３（）１
图２钻头细微切削时应力云图
式中：
头扭断时的扭矩（／ｍ）Ｎｍ；
头直径（ｍ）卜扭矩（ｍｍ）ｍ；Ｎ－。
ａｂＣｄ和ｃ、为用数学回归分析决定的常数。、、、，切削实验时以ｑ．，８Ｏｍｍ的钻头为例，０１ｒ转的进给量以．ｍｒ，
切削优质碳钢，上述公式和文献记载，以算出，按１的可Ｙｃ￣ｏ８Ｎ＝，ｏ＝．ｆ６ＴＣｆＤｄ４Ｎ・＝ｒ￣．ｍｍ＝７（）４（）５
维普资讯
一
１６一２
张春梅等：基于有限元的细微切削钻头强度分析．

微钻头有限元分析与结构优化

微钻头有限元剖析与构造优化跟着高新科技及其产品的发展，细小孔钻削加工技术在制造领域，特别是在精细制造业及电子产品中占有着愈来愈重要的地位。

微钻头的刚度和切削部分的强度明显地影响到钻头的耐用度和切削性能。

但因为微钻头是复杂的双槽螺旋体，力学特征复杂，理论剖析较困难，故更应重视把理论剖析与试验研究联合起来，使之不停完美及精准化。

经过对刀具强度、刚度的理论剖析，认识微钻头内部的应力应变状态，不单可优化刀具构造，并且还可进一步为改良刀具内部受力状态，提升刀具使用寿命供给理论依照。

一、有限元和ANSYS有限元法是用有限个单元将连续体失散化，经过对有限个单元作分片插值求解各样力学、物理问题的一种数值方法。

ANSYS 当前是世界计算机协助工程（ CAE）行业中最强盛的软件。

它将有限元剖析、计算机图形学和优化技术相联合，是解决现代工程学识题必不行少的有力工具。

LS— DYNA 是世界上最有名的通用显示动力剖析程序，能够模拟真切世界的各样复杂问题，特别适合求解各样二维、三维非线性构造的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时能够求解传热、流体及留固耦合问题。

从理论和算法而言，LS— DYNA 源程序是当前全部的显式求解程序的始祖和理论基础，在工程应用如汽车性设计、武器系统设计、金属成型、跌落仿真等领域被宽泛认同为最正确的剖析软件包。

利用 ANSYS/ LS—DYNA 进行有限元构造剖析时，经过对所施加的载荷进行数值模拟，察看剖析应力应变集中区，再经过改变微钻头的几何构造参数，分别进行察看对照，进而达到强度剖析和优化设计的目的。

二、微钻头实体模型的成立因为 ANSYS 在 CAD 方面不算很强盛，要用 ANSYS 成立钻头实体模型有必定的难度，所以选择Pro/Engineer 软件系统成立钻头实体模型，而后将其倒入 ANSYS之中。

为加强细小钻头的刚性，防备切削部分摇动，且便于制造和装夹，所以把钻头设计为阶梯型，基本几何参数如图 1 所示：分别改变钻头的各样参数（如螺旋角，钻芯厚度，螺旋槽长度等），成立钻头的三维实体模型，再分别进行有限元剖析，并察看结果，能够显然看见微钻头在钻削过程中受轴向压力变短变粗，同时螺旋槽受压变形致使螺旋角增大，而横刃处的应力较大，且钻尖刀刃外缘转点和尾根转点有应力集中的现象，但最大应力都远小于钻头资料的折服强度。

钻削过程切屑受力建模及有限元仿真研究

钻削过程切屑受力建模及有限元仿真研究一、概述钻削过程是金属加工中常见的加工工艺之一，其切削过程中切屑的形成和受力情况对加工质量和工件表面粗糙度有着重要影响。

本文将针对钻削过程中切屑受力建模及有限元仿真研究展开深入探讨，从宏观和微观两个角度分析切屑的形成机理和受力情况，旨在为钻削工艺提供更深入的理论基础和实用指导。

二、切屑形成机理分析1. 切屑形成的基本过程在钻削过程中，切屑的形成是由刀具对工件进行切削，其中金属材料在刀具作用下形成的薄层即为切屑。

切屑形成的基本过程可以简要概括为切屑的起始、发展和脱离三个阶段。

切屑的形成机理主要包括切削热、切削变形、切削厚度和切屑形状等因素的综合作用。

2. 切屑形成的影响因素切屑形成受到诸多因素的影响，包括工件材料性能、刀具的材料和几何形状、切削参数、冷却液的使用等。

不同的工件材料、刀具材料和切削参数组合会导致切屑的形态、厚度和温度等特性的差异，从而影响切屑的排屑能力、切屑的排屑性能和对切屑的进一步加工。

三、切屑受力情况分析1. 切屑的受力特点切屑在形成过程中会承受来自刀具的切削力、切削热和切屑自身的重力等多种力的作用。

其中，切削力是切屑受力的主要载荷，其大小和方向直接影响切屑的形状和质量。

切屑受力还与刀具的几何形状、切削参数和切削状态等因素相关。

2. 切屑的受力模型有限元分析是研究切屑受力的有效方法之一，通过建立钻削加工的切屑受力模型，可以分析切屑在加工过程中的受力情况。

通过有限元仿真可以得到切屑的应变、应力分布以及切屑的变形情况，从而为钻削工艺的优化提供理论支持。

四、有限元仿真研究1. 切屑受力的有限元模型建立在进行有限元仿真时，首先需要建立钻削过程中切屑受力的有限元模型。

该模型需要考虑刀具、工件、切屑和切削液等多个物理对象及其之间的相互作用，同时要考虑切屑受力的非线性、瞬态和热传导等特性。

通过对切屑受力的有限元模型建立，可以准确地模拟切屑在切削过程中的受力情况。

基于ansys钻头有限元分析

摘要钻头是一种形状较复杂的孔加工工具，在现在的汽车以及飞机制造业中钻孑L工序占有很大的比重，被广泛应用于现代工业加工中。

人们一直致力于钻头结构的改进和钻削过程的研究，以此来提高钻头的钻削的效率和钻头的使用寿命。

钻削加工是较复杂机械加工方法之一．传统的分析设计方法无法对刀具进行较精确的强度、刚度、应力以及应变分析，因此提高钻头设计的关键是在设计的过程中能较准确预测钻头的受力、钻削状况以及由此导致的钻头内部的应力应变情况，为钻头的设计以及优化提供可靠的理论依据，现代以计算机技术为基础的有限元分析为钻头的设计以及优化提供了较为准确可靠的分析方法。

本文以某厂提供的汽油钻钻头为研究对象，以三维参数化建模方法和有限元分析方法为理论依据，以Pro／E、ANSYS软件为基础平台，对钻头从静态、动态及瞬态热应力三个方面进行了较为全面系统的分析。

首先，通过模态分析得到了不同尺寸系列钻头的固有频率和振型，为系统进行进一步的动力学分析奠定基础；其次，通过瞬态动力学分析，得到了钻头深孔钻削时的振动特性，为提高钻头的加工精度提供参考依据：之后，通过钻头的静态有限元分析，得到了钻头在工作过程中的应力应变，并以此分析为基础．对钻头的几何结构进行优化设计；最后，通过瞬态热应力分析，得到了钻头在连续工作一段时间以后，钻头内部的温度场及热应力应变的分布情况，分析切削热对钻头的切削性能以及使用性能的影响，为钻头的设计以及使用过程中的维护提供了理论依据。

关键词：钻头、三维参数建模、有限元分析、优化设计第一章绪论1．1选题目的和依据随着科学技术的发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展。

产品的结构也日趋复杂，对其工作性能的要求也越来越高。

这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，因而需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。

例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。

有限元麻花钻钻孔分析

有限元麻花钻钻孔分析【摘要】：随着计算机技术的迅猛发展,CAD/CAM/CAE技术得到了越来越广泛的应用,从根本上改变了传统机械设计的步骤和分析方法。

有限单元法和大量商业有限元软件的出现也为刀具——机床系统的设计提供了前所未有的新模式。

以前需要切削大量金属的切削实验如今已经可以通过软件在计算机上得到仿真,对生产实际具有重要的指导意义。

对有限单元法的理论基础和本文所使用的软件进行了介绍。

重点内容放在了运用有限元软件(ANSYS)和三维造型软件(Pro/Engineer)进行建模和分析的方法介绍上。

选取了具有代表性的某标准麻花钻作为实体建模对象,给出该模型在建立过程中的一些简化方案,并对前人的模型进行一些修正和总结。

前言在金属零件的各种加工方法中，精度和表面质量要求较高的零件几乎都要进行钻削加工。

钻削时,工件的表面不可避免地产生大小不同的残余应力, 这种分布不均匀的残余应力会使工件发生变形，影响工件的形状和尺寸精度。

本课题拟采用有限元方法建立起二维金属钻削仿真模型，对整个加工过程中工件的受力情况及加工后已加工表面的残余应力的分布情况进行数值模拟，这对工程中的实际应用具有重要的意义。

主要研究内容有：（1）二维金属钻削有限元模型的建立；（2）加工过程中工件受力情况的有限元分析；（3）已加工表面残余应力分布情况的有限元分析。

麻花钻的结构麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标准刀具。

一般用于孔的粗加工（IT11以下精度及表面粗糙度Ra25－6.3um），也可用于加工攻丝、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。

一．麻花钻的构造，一般由三部分组成：装夹部分：是钻头的尾部，用于与机床联接，并传递扭矩和轴向力。

按麻花钻直径的大小，分为直柄（直径<12mm）和锥柄（直径>12mm）两种。

颈部：是工作部分和尾部间的过渡部分，供磨削时砂轮退刀和打印标记用。

直柄钻头没有颈部。

二．钻头的工作部分工作部分：是钻头的主要部分，前端为切削部分，承担主要的切削工作；后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分。

基于ansys钻头有限元分析

摘要钻头是一种形状较复杂的孔加工工具，在现在的汽车以及飞机制造业中钻孑L工序占有很大的比重，被广泛应用于现代工业加工中。

人们一直致力于钻头结构的改进和钻削过程的研究，以此来提高钻头的钻削的效率和钻头的使用寿命。

产品的结构也日趋复杂，对其工作性能的要求也越来越高。

麻花钻加工过程有限元仿真分析

麻花钻加工过程有限元仿真分析董涛;任延光【摘要】通过有限元仿真Deform-3D软件,采用预先在CAD软件中画出的标准麻花钻实体模型,运用刚塑性有限元法及关键技术对麻花钻钻削机理进行研究,预测了加工工艺的部分结果和影响因素,为实际钻削加工过程参数的正确选择提供参考.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P47-49,54)【关键词】有限元仿真;麻花钻;Deform-3D;孔加工【作者】董涛;任延光【作者单位】兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州730070;中国石油天然气股份有限公司兰州分公司,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言麻花钻是一种孔加工工具，用于加工工件的内表面。

相关资料表明:一般孔加工量大约占机械加工量的1/3上下，其中钻孔大约占25%，其余的孔加工大约占13%［1］。

在刀具进行钻削工件的过程中，由于刀具与工件间的相互作用产生了摩擦力，同时伴随着钻削热的产生。

这对麻花钻的磨损及加工效率有一定影响，故对麻花钻钻削加工过程研究很有必要性。

由于传统的实验方法成本高、周期长、效率低等问题，此实验方法在使用上有限制性［2-3］。

随着科学技术的发展，有限元仿真技术得到了前所未有的进步。

自从有限元仿真技术的出现，受到了专家、学者们的青睐，并取得显著成果。

如J.S.Strenknowski等人对麻花钻钻削过程进行了有限元仿真。

在理论上得到了在不同加工参数及材料选择下得到的主轴钻削力和扭矩与实际加工过程相符。

钻削仿真不仅可以研究钻削时得到的轴向力、切削力、温度、扭矩、等现象的预测，还可以通过得到的这些预测为钻头的参数设计提供参考。

为刀具在加工过程中选择正确的切削液、切削用量和制定合适的加工工艺提供主要依据。

2 理论方法、关键技术及影响因素对麻花钻加工过程的仿真分析采用软件Deform-3D。

它是美国SFTC(Scientific Forming Technologies Corporation)公司开发的加工过程有限元仿真软件，是基于有限元工艺模拟系统，用于分析金属成形及相关工作的各种成形和热处理工艺软件。

基于ANSYS的小口径桩土接触问题有限元分析

作者简介：张福堂（１９８４一），男，甘肃兰州人，助理工程师，硕士研究生，主要从事工程建设与管理。
・
２０・
２０１３年第４期
甘肃水利水电技术
第４９卷
的小范围区域，即在打桩过程中，桩心处所承受的应力最大。
中图分类号：ＴＵ４３７．１文献标志码：Ａ文章编号：２０９５ — ０１４４（２０１３）０４ — ００２０ — ０３
１前言
ｄｓｄ＝ｄｓ￣？＝ — －３ｏｒｄＡ
桩在打入地基土的过程中。对周围土体的挤密会使地表隆起、桩侧产生位移应力分区、桩尖下形成
单元。２本构模型
ｄｅｉ￣ｌｓｉｌ－ｔｄ占
．ｓ（
）
写成以应变增量表示应力增量的公式：
ｄｔｒｑ＝ｋｄｓ￣８ｏ＋２Ｇ％－ｄＡ（哪ｓ
式中：ｄ。．一体应变增量。这就是Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ模型本构关系的张量下标表示式。Ｃ４］
理论计算先进行可行性计算。其中有限单元法是数值计算中比较成熟的一种方法，它不仅可以解决线弹性问题。而且可以很方便的用于非线弹性问题的分析。由于其解决问题有效性，自其问世以来，已经得到了广泛的应用。在桩基工程中不仅可以对单桩进行三维分析．还可以很有效地进行群桩的模拟、分

钻削过程的数值模拟仿真分析论文

摘要孔的钻削加工是一种常见且非常重要的金属加工工艺。

随着现代机械制造技术的快速发展与进步，对加工精度要求进一步提高，精密加工技术也变得越发重要起来。

作为精密加工技术的重要组成部分，孔的精密加工在机械加工中具有重要地位。

随着精密加工的发展，对孔的钻削加工工艺和技术的要求越来越高，迫切需要对钻削加工技术作进一步研究。

在切削过程和切屑形成方面的研究，有限元方法已经被证明是非常有效的一种方法，这种方法通过在计算机上模拟来部分代替费时、费力的实验。

有限元方法于70 年代开始应用于切削工艺的模拟，在金属切削的有限元模拟分析方面，许多外国学者已经作了大量的研究工作，建立了诸多简化的有限元模型。

由于钻孔工具及加工过程的复杂性，钻削加工动态模拟方面的研究鲜见报道。

大多学者在应用有限元模拟钻削时，都将之简化为直角切削。

而且大部分的研究者都只局限于切削机理的研究，对于成形工件加工质量的研究较少。

麻花钻是钻孔加工中最普通的加工工具。

本文采用有限元分析软件DEFORM-3D，建立了麻花钻钻削的三维有限元模型，用有限元方法动态模拟了钻削加工过程，获得了麻花钻加工过程中的连续切屑，验证了钻削过程动态有限元模拟的可行性；分析预测了加工过程中工件的应力、应变、应变速率、温度分布以及刀具所受的扭矩，分析比较了不同钻削速度下工件的温度变化以及应变和应变率的变化情况; 计算预测了钻削过程中麻花钻的应力和变形。

关键词：钻削，有限元模拟，麻花钻，温度，应力，扭矩ABSTRACTDrilling is one of the most commonly used and important machining operations. As modern machinery manufacturing technology continues to envolve and progress , the requirement of precision machining is more exigent than before and the precision machining technology is much more important. Nowadays, a lot of work is urgent to do on drilling in order to meet the needs of precision machining. In recent years, the application of finite element method (FEM) to cutting operations has proved to be effective to study the cutting process and chip formation. It can reduce the experimental cost replace some experimental testing which may be difficult or impossible to obtain by numerical simulation on the computer. The first time FEM was applied in machining simulation was in 1970s. Many papers are available now on simulation of orthogonal and oblique cutting process but little of drilling because of the complexity of drilling processes. Though some is on drilling, they are simplified to orthogonal cutting. The cutting mechanism of drilling is similar to 3D orthogonal cutting but not the same. Little research has been done on the FEM simulation of the drilling processes. Further more, most researchers just studied the cutting mechanism. V ery little has been investigated on machining quality of the workpiece.Twist drills are the most widely used tools for drilling holes.The present work aims to simulate three-dimensional drilling operations and 3D FE model of twist drilling is developed for the drilling simulation process. 3D FEM simulation of twist drilling is presented in the paper and get the continuous chip formation and indicate the feasibility of FEM simulation of drilling processes. FEM simulation of twist drilling is carried out to identify the characteristics and to analyze the drilling quality of these two classes of drilling, including stress, strain, strain rate and temperature distribution, material flow and chip formation in the workpiece, drilling torque, stress and elastic deformation of drilling tools.KEY WORDS：drilling, FEM simulation, twist drill,temperature,stress,torque目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 本课题的来源、目的及意义 (1)1.1.1课题来源 (1)1.1.2 本课题研究的目的 (1)1.1.3 本课题研究的意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展方向 (2)1.2.1有限元方法（FEM）在切削方面的研究应用 (2)1.2.2切削加工过程有限元模拟的研究现状 (3)1.2.3切削加工有限元模拟的发展方向 (4)1.3 本课题研究的主要内容 (4)2 有限元模拟原理 (6)2.1 有限元法理论基础 (6)2.1.1 有限元理论简介 (6)2.1.2 弹塑性有限元分析 (7)2.1.3 刚塑性有限元法 (8)2.2 切削理论 (8)2.2.1 金属的晶体结构 (9)2.2.2 塑性变形机理 (9)2.3 切屑断裂准则 (10)2.4 DEFORM V6.1 软件简介 (13)2.5 小结 (15)3 钻削模型的建立及参数设置 (16)3.1 引言 (16)3.2 三维建模 (16)3.3 麻花钻的三维模型 (16)3.4 模型初始网格划分及边界条件设定 (18)3.5 参数设置 (19)3.5.1 切削用量的设定 (19)3.5.2 材料设置 (19)3.5.3 运动参数的设定 (19)3.5.4 模拟参数的设定 (21)3.6 本章小结 (22)4 钻削过程的仿真结果及分析 (23)4.1 钻削过程仿真分析 (23)4.1.1 温度分布 (23)4.1.3 等效应力 (25)4.1.4 等效应变及等效应变率 (27)4.1.5 刀具所受扭矩 (31)4.2 本章小结 (32)5 总结与展望 (33)5.1 总结 (33)5.1.1 研究结果 (33)5.1.2 现存问题 (33)5.2 展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 本课题的来源、目的及意义1.1.1课题来源本课题源于教学科研，对麻花钻钻削加工过程进行科学整理、归纳和完善，以期最终形成最佳的加工工艺。

基于有限元方法的PDC钻头流场数值模拟

基于有限元方法的PDC钻头流场数值模拟作者：张雯昊来源：《中国·东盟博览》2013年第02期【摘要】本文研究的用于石油钻井的钻头其水力问题直接表现场所就是井底流场，利用有限元模拟软件对钻头的流场及流动现象进行模拟可对钻头出现的各种水力及结构进行更清楚的认识，也能发现其中存在的不合理的各种问题。

通过利用软件进行模拟就能对设计的PDC 钻头合理地改进。

因为PDC钻头结构复杂造成利用PDC钻头进行钻井的过程的井底流场也是非常复杂的，通常是多种射流组合在一起通过单纯的理论分析及常规的实验是不能对井底钻头的流场清楚的认识的。

本文利用FLUENT软件对PDC钻头的井底的流场图及钻头内部流道的流场进行了模拟分析。

通过模拟分析得出的研究成果对指导PDC 钻头的水力结构的设计及优化和对其钻进性能的提高都具有非常重要的工程实际意义。

【关键词】PDC钻头；建模；数值模拟；流场文章编号：1673-0380（2013）02 -0145-02一、引言随着经济全球化及国内外石油资源日益匮乏，对油气的勘探及开发也不断向更深井勘探，深井的数量也不断增多，由于随着井深增大，其钻井速度也会降低，成本也增加很多，钻井用时也非常突出，这样就大大对整个油气田的勘探开发速度产生了影响。

如果要尽量降低上述因素对钻井的影响就要从钻井钻具的各个部分进行改进。

特别是钻头的改进，因为钻头直接对钻井的钻速产生直接的影响，在深井比较有实际意义的钻头是PDC钻头。

对钻井的钻进速度产生影响的因素很多，在钻深井、超深井时深部致密性硬地层或塑性泥页岩等属于最难钻地层常规的钻头的钻速基本丧失，而PDC钻头对钻进上述岩石有非常明显的效果。

PDC钻头对深井钻井的钻速提高有非常重要的促进，所以对PDC钻头的研究及对其结构设计对深井、超深井钻速提高的机理和技术具有非常重要的战略意义[1-5]。

钻井液对井底的岩屑清洗、冲击及润滑切削齿的能力既是PDC钻头的水力性能。

基于有限元分析的钻头结构设计

基于有限元分析的钻头结构设计
李杨;黄深闯;王锦涛
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2015(000)011
【摘要】针对于钻头的有限元分析很好的解决了以前只能利用大量的实际钻削实验才能得到的实验数据这一问题.利用有限单元法,实验可以通过计算机进行仿真,节省了大量时间和占用机床时间,节约资金并且实验数据更加可靠,对生产实际具有重要意义.现在,钻头在生产环节的使用相当的广泛.针对钻头的动静态分析,通过修磨钻头,更改其结构参数,优化和改善其结构尺寸,来提高钻头寿命和确保加工质量.通过模态分析,求出钻头的固有频率,在实际加工过程中避开固有频率,以免共振,确保加工质量.
【总页数】4页(P67-69,73)
【作者】李杨;黄深闯;王锦涛
【作者单位】广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004
【正文语种】中文
【中图分类】S225.71
【相关文献】
1.松软煤层三翼螺旋钻头结构设计及有限元分析 [J], 任鹏飞;李泉新
2.基于ANSYS的PDC钻头的有限元分析 [J], 谢元媛
3.基于ANSYSWorkbench的挖坑机钻头的有限元分析 [J], 陈英凯
4.可换头式硬质合金钻头弹性夹紧结构设计与有限元分析 [J], 李辰捷;何云;姚胥康;苏红娟;王社权;汤爱民
5.基于ANSYS的汽油钻钻头有限元分析 [J], 康兰;陈庆磊
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切削加工有限元仿真与应力分析

3 Lajcaok M R. A study of some aspects of metal cutting by the fi2 nite element method. [ Ph. D. Dissertation ] NC State University , 1980 : 1～20
4 Usui E , Shirakashi T. Mechanic of machining from descriptive to predictive theory[A ] : on the art of cutting metals - 75 years later a tribute to F W Taylor. ASME PED - 7 , 1982 : 13～30
446
462. 6
k3
526. 6
548
398
R
167. 6
183
100. 3
表 4 和表 5 中 ki 为所有 i 水平的试验结果的平
图 3 刀具前进 9mm 后的切削温度分布
图 3 为刀具切入工件 9mm 后的温度分布图 ,从图中看出切削温度最高点不在刀尖处 ,而是离开刀尖一段距离。整个切削过程中切削温度的峰值为
表 3 仿真结果
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fx(N) 321 483 585 286 443 781 250 571 715 T ( ℃) 364 329 384 381 460 581 350 551 679
3 切削区应力、应变和温度分布
仿真结果中 ,切削力、温度和应力的分布等都有很大的相似性。以表 1 的中间值 ( v = 1000/ min , ap = 0. 95mm ,α= 20°) 为例 ,说明仿真过程中随着切削的进行 ,切削力、切削温度以及切削区的应力状态的变化。图 2 所示为切削力随着切削进行的变化规律 :随着刀具逐渐切入工件 ,切削力逐渐上升 ,在开始接触的很短的范围内 ,切削力迅速升高 (峰值达到 700N) ,之后随着切削的进行切削力逐渐趋于稳定。

φ0.05mm深孔钻削有限元分析及工艺研究

Ｅｎｉｅｒｎ，ｉｇａＵｎｖｒｉｙＢｉｎ００４，ｉａ２ＢｅｉｇＩｓｉｕｅｏｎｒｌＥｎｉｅｒｎＢｅｉｇ１０９，ｈｎ；ｇｎｅｉｇＴｓｎｈｕｉｅｓｔ，ｅｊｇ１０８Ｃｈｎ；．ｉｎｎｔｔｔｆＣｏｔｏｇｎｅｉｇ，ｉｎ０１０Ｃｉａｉｊｊ
３ＤｅａｔｎｆＰｒｃｓｎｔｕｅｔａｄＭｅｈｎｃ，ｉｇｕｉｅｓｔ，ｅｊｇ１０８Ｃｈｎ）．ｐｒｍｅｔｏｅｉｅＩｓｒｍｎｎｃａｉｓＴｓｎｈａＵｎｖｒｉｙＢｉｎ００４，ｉａｉ
Ａｂｓｒｔ：ｔａｃＴｈｉｐｅｈｏｓｔｅｅｒｈｏｈｅｍｉｒ — ｏｌｈｃｓｓａｌｒｔａ０ｍｉｈｔｃｅｓｔ — ａｅｅａｓｐａｒｓｗｈｅｒｓａｃｎｔｃｏｈｅｗｉｈｉｍｌｅｈｎ．１ｍｗｔｈｉｋｎｓ —ｏｄｉｍｔｒｒ — ｔｏａｏｕｔ１ｃｔｎｏｅｓｏｆａｕｍｉｕｍｌｏｉｔｌｍｅｅｔｉｂ０ｕｔｉｇｐｒｃｓｌｎｉａｌｙｂｙｆｎｉｅｅｅｎｔｍｈｏｄａｉｌｎｅｔＢｙｓｍｕｌｔｎｈｅｃｔｎｇｔｌｄｉ— ｎｄｄｒｌｉｇｔｓ．ｉａｉｇｔｕｔｉｏｏｓｐａｅｅｎｄｔｎｉｅｓｒｎｇｔｔａｅｔｏｅｆｃｅｈｉｒｉｌｎｔｏｌｉａｃｌｔｄ；ｔｅｈａｃｏｄｌｏｈｒｅｄｉｌｃｍｎｔａｅｓｌｔｅｈ，ｈｅｓｆｙｃｆｉｉｎｔｏｆｔｅｍｃｏｄｒｌｉｇｏｓｃｌｕａｅｈｅｍｃｎｉｓｍｅｆｔｅ — — ｍｅｓｏｎｄｒｌｉｏｔ — ｍｅｉｕｔｎｎｈｅｓｍｅｃｒｉａｉｎｉｓａｉｈｅａｓｈｅａｆｃｉｆｔａｎＵｔｎｐ — ｎｉｉｌｎｇｔｗｏｄｉｎｓｏｎｃｔｉｇｉｔａｏｏｄｎｔｏｓｅｔｂｌｓｄ，ｌｏｔｆｅｔｏｎｏｈｅｍｉｃｔｉｇａｒｍｅｅｈｉｈｒｓｏｒｅａｕｔｉｏｅｕｍｏｒｅｉｓｕｓｄ．Ｓｉｕａｉｅｕｌｓｗｓｄｒｌｉｅａｉｓａｔｒｏｎｔｅａｘａｌｔｕｔｆｃｎｄｃｔｎｇｍｍｎｔｏｆｔｑｕｓｄｉｃｓｅｍｌｔｏｎｒｓｔｈｏｉｌｎｇｄｖｉｔｏｎｉ

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削扭矩Ｍ＝０．０１２Ｎ・Ｉｎ。将三维模型导入ＡＮＳＹＳｗｏｒｋｂｅｎｃｈ
软件中，添加高速钢的材料特性，进行网格划分得单元数目为８０１７９个，节点数为１６２７５２个。设置约束条件，并将轴向力Ｆ均布在横刃和两条主切削刃上，将扭矩Ｍ均布在两条主切削刃上，求解的结果如图１所示等效应力主要分布在钻头两条主切削刃、横刃、刃带和螺旋槽处，即图１中１点处，最大值为３９７８．３４— ４４７５．７ＭＰａ。图１中４、５、６点处的等效
第２３卷
第１２期
长
春
大
学
学
报
Ｖｏ１．２３Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３
２０１３年１２月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＡＮＧＣＨＵＮＵＮＩＶＥＲＳ Ⅱ＇Ｙ
小直径钻头钻削加工的有限元仿真分析
Ｆ＝ＣＦｄＫｒ（１）
Ｍ＝ＣＭ尹ＫＭ
２、）
其中：ｄ — — 钻头直径，ｍｍ
每转进给量，ｍｍ／ｒ；ｚ、Ｙ
、ＹＭ —— 影响；、 — — 钻孔条件变化后的修正系数。
应力分别是３１５８．１ＭＰａ、７１６．６８ＭＰａ、１２１．２３ＭＰａ，表明沿着
１．横刃转点４．外缘转点２．横刃３．主切削刃中点６．钻头柄部一点
钻头Ｙ向等效应力逐渐变小。由图２所示，钻头在轴向（Ｙ
中图分类号：ＴＧ５１９．１文献标志码：Ａ文章编号：１００９— ３９０７（２０１３）ｌ２—１５７９— ０４
Ｏ引言
近些年来，航空航天、电子、医疗器械、仪表仪器等机械系统中的零件对小孑Ｌ加工提出了高精度的要
第１２期
冯朝辉，等：小直径钻头钻削加工的有限元仿真分析
表３不同槽长的静力学分析结果
ｌ５８１
ｌ０
０．０６８３０．０７８６０．０８７９Ｏ．Ｏ９３９
钻头的静力学分析和模态分析，系统研究麻花钻头的夹持长度、螺旋槽槽长、材料特性对麻花钻头强度、刚度的影响规律，为提高钻头的钻削性能和使用寿命提供理论基础。
１麻花钻头钻削力和钻削扭矩
小直径钻削过程中，进给量一般取钻头直径的２％一３％＿３］。钻头轴向力Ｆ主要分布在钻头两条主切削刃和横刃上，一般横刃占５７％，两条主切削刃占４３％，钻头钻削扭矩Ｍ主要分布在两条主切削刃上：
２基于ＡＮＳＹＳｗｏｒｋｂｅｎｃｈ小直径钻头静力学分析
本文的小直径钻头钻削加工分析参数为：钻头直径ｄ＝１ｍｍ，锋角２＝１１８０，螺旋角＝１４．７。，槽长ｚ＝１２ｍｍ，总长＝３４ｍｍ，利用ＰＲＯ／Ｅ软件对麻花钻头进行建模。工件材料４５钢，＝０．０２ｍｍ／ｒ，ＫＦ＝１．１９７、Ｋｕ＝０．８７、ＣＦ＝６００、ＣＭ＝０．３０５、＝１、Ｙ，＝０．７、Ｍ：：２．０、Ｙ＝０．８，由式（１）、（２）求的轴向力Ｆ＝４６．４Ｎ，钻
求¨ ］，目前小孔加工方法常用的还是机械钻孔］，小孔直径一般为９１一￣３ｍｍ。因钻头的直径小、易在钻孔中出现弯曲、折断等现象。本文选高速钢的 ‘ ｐ１ｍｍ钻头，钻削４５钢，基于ＡＮＳＹＳｗｏｒｋｂｅｎｃｈ软件进行小直径
冯朝辉，张学忱
（长春理工大学摘机电工程学院，长春１３００２２）
要：针对小直径钻头在钻削过程中出现的弯曲、折断问题，利用ＰＲＯ／Ｅ软件建立了小直径麻花钻头的三维模
型，基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件分析了钻头钻削时的固有频率、变形、应力应变的变化规律，分析了钻头夹持长度、螺旋槽长、材料等因素对钻头强度和刚度的影响，提出了相应的措施来增强钻头的性能。关键词：三维模型；小直径麻花钻头；有限元分析；刚度；强度
５．螺旋槽一点
图１￣ｌｍｍ直柄麻花钻等效应力图
收稿日期：２０１３１０．１１
作者简介：冯朝辉（１９８７一），男，河南鹤壁人，硕士研究生，主要从事机械精密加工技术研究。张学忱（１９６３．），女，吉林长春人，教授，博士，主要从事工程图学，机械精密加工技术研究。