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        鷹勾齒形雙金屬帶鋸條參形數(shù)模擬優(yōu)化

        2020-04-07 03:44:57吳永儒王宏鵬李文月李貴茂柳艷
        科學大眾 2020年1期

        吳永儒 王宏鵬 李文月 李貴茂 柳艷

        摘? ?要:文章以鷹勾齒形參數(shù)為對象進行研究,重新設計該齒形參數(shù)、建立三維模型和模擬了鋸切過程,發(fā)現(xiàn)鷹勾齒形鋸切不同材料的鋸切效率、切面質(zhì)量、鋸條使用壽命、鋸切應力、分齒回彈、鋸切溫度、鋸切時間和鋸屑形貌等的變化規(guī)律。通過對模擬結果和實際切削結果數(shù)據(jù)對比分析,確定了最優(yōu)的齒形參數(shù),并自主設計了新型鷹勾齒形雙金屬帶鋸條。

        關鍵詞:雙金屬帶鋸條;齒形參數(shù);仿真模擬;鋸切效率

        1? ? 齒形參數(shù)

        雙金屬帶鋸條齒形參數(shù)主要有:前角γ、后角α、齒尖圓弧r、分齒齒高h及分齒組合,如圖1所示。

        現(xiàn)有鷹勾齒形參數(shù)前角為13.3°,后角為25.0°,46.0°,分齒量為0.4 mm,厚度為0.9 mm,分齒高度為2.0 mm。鷹勾齒形為不同齒距和不同齒深的變齒型1.4/1.9 T雙金屬帶鋸條,其最大齒距17.7 mm,最小齒距15.0 mm,鋸齒組合為中間導向齒、左分齒、右分齒、左分齒、右分齒、中間導向齒的5個齒為一組,下一組循環(huán)排列。

        帶鋸條刀具圖主要可以體現(xiàn)出鋸條的尺寸,圖2是帶鋸條刀具和工件相對位置三維示意,帶鋸條鋸切工件,Y軸正向為進給方向,X軸正向為切削方向。

        2? ? 模擬結果與分析

        2.1? 原齒形鋸切模擬

        鋸切304不銹鋼模擬結果如圖3所示。

        從模擬數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),鋸切40 Cr合金鋼的X軸切削應力為1 000 N左右,最高切削溫度1 903 ℃;切304不銹鋼X軸的切削應力為1 100 N,最高切削溫度1 219 ℃;切GCr15軸承鋼X軸的切削應力為500 N,最高溫度為1 012 ℃,鋸切H13模具鋼X軸的切削應力為18 000 N,高溫度1 162 ℃,鋸切H13時分齒的壓應力比較大,分齒容易回彈而導致夾鋸。

        根據(jù)以上4組模擬結果對比,得出該鷹勾齒帶鋸條在鋸切工件為304不銹鋼材料時,綜合鋸切性能較好。

        2.2? 新齒形鋸切模擬

        將齒形參數(shù)前角改為11°,分齒量為0.42 mm,其余參數(shù)不變。通過新型齒形對40 Cr,304不銹鋼、H13,GCr15等材料的模擬,同樣發(fā)現(xiàn)新型齒形切割304不銹鋼綜合性能最好,同時比原有齒形的切削溫度更低,排屑效果更好,綜合性能大幅提高。

        3? ? 結語

        將鷹勾齒的前角角度降低后,降低了切削應力,提高了切削效率,切削溫度也明顯降低,不但有利于保持齒尖強度,延長切削使用壽命,還能夠提高切面質(zhì)量,增加分齒量,斷屑能力增強,有利于排屑降溫。

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