鉆削
關(guān)注創(chuàng)建者：小阿林 創(chuàng)建時(shí)間：2018-06-03
鉆削的視頻教程
abaqus切削仿真（三維鉆削教程）
abaqus切削仿真鉆削 包含：鉆削教程、鉆刀建模教程（細(xì)致）、不是簡單的掃描切除 以及所有付費(fèi)視頻（附贈的有些很簡單，做了字幕講解不錄制聲音了）的技巧，詳情見銑削描述 需要CAE源文件請?jiān)u論區(qū)留下郵箱 本視頻主要分為兩大部分：鉆削教程與鉆刀建模 鉆削教程為有聲教學(xué) 鉆刀建模為無聲教學(xué) 材料庫Lib文件獲取請私聊我
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ABAQUS三維鉆削過程仿真分析
零基礎(chǔ)學(xué)會運(yùn)用ABAQUS軟件進(jìn)行鉆削仿真過程，就算你沒有任何ABAQUS使用經(jīng)驗(yàn)，你也可以按照視頻中的step by step 建模過程一步步完成鉆削過程建模，視頻下方提供麻花鉆幾何模型、材料庫以及建立好的銑削仿真模型inp文件。
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鉆削的實(shí)例教程
01
冷卻液的使用技巧
正確使用冷卻液對于獲得良好的鉆削性能而言至關(guān)重要，它會直接影響到加工中的排屑、刀具壽命及加工孔的質(zhì)量。
（1）冷卻液的使用方式
1）內(nèi)冷設(shè)計(jì)
內(nèi)冷設(shè)計(jì)始終是避免堵屑的首選，特別是在加工長切屑材料以及鉆削較深的孔 (大于3倍孔徑) 時(shí)。對于水平鉆頭，當(dāng)冷卻液從鉆頭中流出時(shí)，在至少30cm的長度上都不應(yīng)有切削液下沖現(xiàn)象。
2）外冷設(shè)計(jì)
使用外冷卻液可在切屑形成良好以及孔深較淺時(shí)使用。為了改善排屑，至少應(yīng)有一個(gè)冷卻液噴嘴 (如果是非旋轉(zhuǎn)應(yīng)用，則為兩個(gè)噴嘴) 靠近刀具軸線位置。
3）干式鉆削技巧，不使用冷卻液
通常不建議進(jìn)行干式鉆削。
a）可用于短切屑材料且孔深可達(dá)直徑3倍的應(yīng)用場合
b）適合于臥式機(jī)床
c）建議降低切削速度
d）刀具壽命會降低
建議切勿將干式鉆削用于：
a）不銹鋼材料 (ISO M和S)
b）可換頭鉆頭
4）高壓冷卻(HPC) (~70 bar)
使用高壓冷卻液的益處是：
a）由于冷卻效果增強(qiáng)，刀具壽命較長
b）改善不銹鋼等長切屑材料加工中的排屑效果，并且可能延長刀具壽命
c）排屑性能更好，因此安全性更高
d）根據(jù)給定的壓力和孔尺寸提供足夠的流量，以保持冷卻液供應(yīng)
（2）冷卻液的使用技巧
請務(wù)必使用含有EP (極壓) 添加劑的可溶性切削油 (乳化液)。為了確保最佳刀具壽命，油水混合物中的含油量應(yīng)介于5-12%之間 (加工不銹鋼和高溫合金材料時(shí)應(yīng)介于10-15%之間)。提高切削液的含油量時(shí)，務(wù)必用分油器進(jìn)行檢查，以確保不會超過推薦的含油量。
展開 鉆削是一種應(yīng)用廣泛的加工方法，鉆頭的幾何形狀使鉆削過程復(fù)雜。在鉆削過程中如果加工參數(shù)選擇不當(dāng)，會造成鉆削力過大、鉆頭壽命短、產(chǎn)生顫振及鉆頭折斷等，同時(shí)，影響表面質(zhì)量和尺寸精度。
通常，為了解決這些問題，需做大量的實(shí)驗(yàn)來選擇優(yōu)化的加工參數(shù)，這樣將花費(fèi)很多時(shí)間，費(fèi)用昂貴，且缺乏科學(xué)基礎(chǔ)。由于加工過程的復(fù)雜性，加工參數(shù)的選擇（如鉆削速度、進(jìn)給量和刀具選擇）總是通過大量的實(shí)驗(yàn)確定，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用昂貴，且得到的結(jié)果經(jīng)常不是最優(yōu)的。
本案例采用Abaqus有限元通用軟件，對鉆削工藝進(jìn)行仿真分析，分析預(yù)測了加工過程中工件的應(yīng)力和溫度變化情況等，為進(jìn)一步優(yōu)化鉆削工藝參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。本實(shí)例所使用軟件為Abaqus2019，單位制為m-kg-s-J。
有限元建模主要過程：
1. Part和Assembly模塊
建立drill和plate部件，均為3D Deformable類型，其中drill部件從外部三維設(shè)計(jì)軟件中導(dǎo)入，并對兩個(gè)部件實(shí)例進(jìn)行裝配。
2. Property模塊
創(chuàng)建兩種材料Ti6Al4V和tungsten carbide，分別賦予plate和drill部件。
3. Mesh模塊
（1）對plate部件進(jìn)行分割，并加密中間部位的網(wǎng)格，plate采用C3D8RT類型單元，且Element deletion選為Yes；
（2）drill采用C3D4T類型單元。
4. Step模塊
（1）建立Dynamic, Temp-disp, Explicit分析步，時(shí)間為0.024，并設(shè)置質(zhì)量放大系數(shù)；
（2）場變量輸出中勾選STATUS。
5.
展開 利用abaqus進(jìn)行鉆削模擬，因?yàn)辇X剛體，為了減少計(jì)算量，巖石網(wǎng)格較粗，并利用了質(zhì)量縮放。模擬步驟與變形齒鉆削巖石相似
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/0cb4c4d5-35d4-4758-be15-7aa1b58f71db
利用abaqus進(jìn)行鉆削模擬，因?yàn)辇X采用變形體，為了減少計(jì)算量，巖石網(wǎng)格較粗，并利用了質(zhì)量縮放。模擬步驟大概為
1、利用solidworks建立PDC全齒幾何模型和工件幾何模型
2、將幾何模型導(dǎo)入abaqus，賦予材料特性，單元屬性，并進(jìn)行裝配
3、定義時(shí)間步及場變量和歷史變量輸出
4、定義全齒約束，以及全齒與工件的接觸
5、定義pdc齒鉆削速度和轉(zhuǎn)速，以及工件邊界條件
6、劃分網(wǎng)格
7、計(jì)算求解
那么，傳統(tǒng)鉆削與螺旋銑孔加工工藝有什么不同呢？
傳統(tǒng)鉆削工藝
傳統(tǒng)的鉆削加工主要有以下特點(diǎn)：
其一，在傳統(tǒng)的鉆孔過程中，主軸中心的線速度為0，即鉆頭中心不參與切削，工件的中心區(qū)域材料要完全依靠鉆機(jī)向下的推力將其擠出來去除，因而鉆頭所承受的Z向力很大，當(dāng)加工鈦合金等難加工材料時(shí)，刀具的快速磨損失效也就在所難免了。
其二，傳統(tǒng)鉆孔加工過程是一個(gè)連續(xù)的切削過程，刀刃始終與工件相接觸，切削時(shí)接觸面溫度很高，而鈦合金的導(dǎo)熱性差，連續(xù)的切削過程使溫度不斷累積，這也加速了刀具的磨損失效，導(dǎo)致加工表面質(zhì)量下降。
其三，傳統(tǒng)鉆孔加工的排屑方式也是導(dǎo)致刀具失效的一個(gè)原因。鉆孔過程中，切屑從鉆頭狹槽中排出，排屑速度慢，而切削熱主要是由切屑帶走的，當(dāng)切削熱不能及時(shí)疏散時(shí)，大量切削熱留在了工件和刀具上，這會加速刀具的磨損失效。
另外，切屑與已加工孔的表面有直接接觸時(shí)，加工表面會被劃傷，顯然這種排屑方式又影響了孔的表面質(zhì)量。一般說來，傳統(tǒng)鉆孔加工質(zhì)量是無法滿足飛機(jī)制造業(yè)的精度要求的，還必須依靠其他工序來保證孔的表面質(zhì)量，從而降低了工作效率，同時(shí)也提高了加工成本。從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)角度考慮，傳統(tǒng)鉆孔工藝已不再適用于飛機(jī)制造業(yè)。
螺旋銑孔工藝
與傳統(tǒng)的鉆削加工相比，螺旋銑孔采用了完全不同的加工方式。螺旋銑孔過程由主軸的“自轉(zhuǎn)”和主軸繞孔中心的“公轉(zhuǎn)”2個(gè)運(yùn)動復(fù)合而成，這種特殊的運(yùn)動方式?jīng)Q定了螺旋銑孔的優(yōu)勢。
首先，刀具中心的軌跡是螺旋線而非直線，即刀具中心不再與所加工孔的中心重合，屬偏心加工過程。
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往期回顧：
●基于Abaqus的雙制動片制動盤熱力耦合分析案例講解（附模型文件）
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【參展范圍】
01金屬切削/數(shù)控機(jī)床：數(shù)控加工中心、銑床、車床、鏜床、鋸床、插床、拉床和刨床；齒輪加工機(jī)床、鉆削和攻絲機(jī)床
展品范圍：
1.金屬切削/數(shù)控機(jī)床
數(shù)控加工中心、銑床、車床、鏜床、鋸床、插床、拉床和刨床；齒輪加工機(jī)床、鉆削和攻絲機(jī)床；磨床、拋光、珩磨、研磨及超精加工機(jī)床、工具加工磨床等；其他高精度機(jī)床
2.金屬成形/鍛壓沖壓
數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、水切割機(jī)、折彎機(jī)、剪板機(jī)、高速精密沖床、沖壓和鈑金制作、壓力機(jī)、板材、型材及成形零部件和設(shè)備、鍛造設(shè)備和鍛件及、機(jī)器人焊接、檢測儀器等；
3.
剪力墻滯回模擬（Opensees纖維單元法）
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六折
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2 有限元仿真軟件介紹及設(shè)置
本文所采用的有限元CAE軟件為Advant Edge，是一款專業(yè)性較強(qiáng)、針對優(yōu)化金屬切削和輔助刀具設(shè)計(jì)的軟件，提供了多種2D和3D（包括車削、銑削、鉆削和拉削等）工藝分析模塊。本文中的有限元仿真可直接采用Advant Edge自帶的二維拉削模塊進(jìn)行，其大致分析流程為：刀具及工件參數(shù)設(shè)定、網(wǎng)格劃分、材料定義、切削參數(shù)定義、求解過程分析和仿真結(jié)果分析。
裝夾后，通過自動更換各種刀具，在同一臺機(jī)床上對工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑（車）鍵、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如（幢／銑類）加工中心、車削中心、鉆削中心等。
⑵ 金屬成型類
指采用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床，常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。
5-鉆削加工。這是孔加工的一種基本方式。鉆孔通常在鉆床、車床、鏜床或銑床上進(jìn)行。
鉆削加工的加工精度一般較低，通常只能達(dá)到IT10，表面粗糙度為Ra12.5，即6.3μm，在鉆削加工之后通常會配套使用擴(kuò)孔、鉸孔等操作來輔助完成半精加工、精加工操作。
6-鏜削加工。
具體問題：導(dǎo)師要求我優(yōu)化鉆削模型，一個(gè)拉格朗日一個(gè)CEL，以使模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際做實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)相接近和吻合，但是問題在于1.我不太懂isight優(yōu)化流程，網(wǎng)上看了很多教程也不知道我這個(gè)題目該如何做。2.他給我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)長達(dá)幾百秒，可是我總不能abaqus跑幾百秒一個(gè)模型吧，這就讓我很苦惱。
