초록 : 심공 가공은 닫힌 문지방 상태 하에 겹쳐지고 도구의 절삭조건이 직접적으로 관찰될 수 없습니다. DEFORM-3D가 익숙한 시뮬레이션 소프트웨어를 형성하는 금속 플라스틱은 다이나믹하게 유한 요소법으로 심 공 드릴링 공정을 시뮬레이팅하고, 가공 처리에서 온도와 응력 변화를 예상하고, 다른 드릴링 매개 변수 하에 그 온도와 상당 응력 변화와 비교하고 다른 커팅 스피드 하에 절삭 온도와 동등한 왼쪽 힘의 변화 곡선을 획득합니다. 절삭 온도가 커팅 깊이의 증가에 따라 증가하고, 점진적으로 안정적인 경향이 있다는 것을 결과는 보여줍니다 ; 절삭 온도가 커팅 스피드에 비례하는 반면에, 영향 힘은 그 컷팅 매개 변수 변화와 매우 바꾸지 않습니다.
주요 단어 : 심 공 루공 ; Ｄ eform -3D ; 드릴링
심공 가공은 홀 기계가공의 가장 어려운 과정 중 하나이고 심 공 전체 드릴 가공법 기술이 심 공 기계가공 기술의 주요 기술로 인식됩니다. 전통적 처리 방법은 시간이 걸리고 노동 집약적이고 심혈 가공의 정확성이 높지 않습니다, 빈번한 공구 교체의 문제와 공구 파손의 더 리스크가 또한 있는 [1]. 건 드릴링은 요즈음 이상적 처리 방법입니다. 심혈 가공의 과정에서, 드릴 파이프는 가늘고 길고 빗나가고 진동을 발생시키도록 쉽고 발생열과 절단턱이 배출하도록 쉽지 않습니다. 직접적으로 수단의 절삭조건을 관찰하는 것은 가능하지 않습니다. 요즈음, 실시간 [w]에 영역 커팅에서 온도 변환과 분포를 모니터링하기 위한 어떤 이상적인 방법이 없습니다. 오직 경험만을 진동과 다른 출현 현상을 접촉하면서, 칩을 지켜보면서, 절단 과정이 절단 소리를 들음으로써 정상적인지 판단하는데 사용될 수 있습니다.
최근 몇 년 동안, 컴퓨터 하드웨어 기술과 수치 시뮬레이션의 급격한 발달과 함께, 시뮬레이션 기술은 이 문제를 해결하기 위한 효율적 과학적이고 과학 기술적 방법을 제공하 [4]. 시뮬레이션 드릴링은 있습니다 심 공의 기계 가공 정확도, 안정성과 효율성을 향상시키기 위한 큰 중요성의. 요즈음, 약간의 학생들은 간접적으로 약간의 진보적 측정 방법과 소프트웨어 해석을 통하여 사전에 가공 처리를 판단하거나 예상할 수 있습니다. 예를 들면, xi'an jiaotong 대학교의 정롱을 울리세요, 그러면 다른 학자들은 심 공 [5]의 내경을 측정하기 위해 온라인 측정 기반을 구축했지만, 그러나 가공 처리가 온라인으로 모니터링될 수 없었습니다 ; 약간의 엔지니어들은 기계 공구의 종래 구조를 바꿈으로써 심 공의 처리 기술을 향상시켰습니다. 절단턱이 가공처리한 후 구멍 벽을 긁는 것을 예방하기 위해 예를 들면, 공작 기계 스핀들은 역 구조에서 사용되었고 절삭유와 절단턱의 셀프 중량이 더 매끄럽게 드릴 파이프 [6]와 다른 조치의 V자형 홈에서 해고된 칩을 만들고 효과적으로 드릴링 품질을 향상시키는데 사용되었습니다.
본 논문에서, 시뮬레이션 소프트웨어를 형성하는 금속 플라스틱이 익숙한 Def rm-3D는 다이나믹하게 드릴링 공정을 가장합니다 ; 다른 커팅 스피드 하에 온도와 응력 변화는 획득되고 심 공의 처리 효과가 깊은 홀 가공 냉각제의 디자인과 구현을 위한 원칙을 제공하는 향상에서 예상됩니다.
1. 건 드릴의 중요한과 드릴링 공대로 일하기
1.1 건 드릴의 원리로 일하기
건 드릴은 심 공을 기계화하기 위한 주도구입니다. 그것은 1가 구멍을 뚫은 후에 좋은 정확도와 낮은 표면 조도의 특성을 가지 [7]. 건 드릴의 기본 구조는 형태 1에 나타납니다.
건 드릴의 1 기본 구조를 그림으로 나타냅니다
건 드릴은 머리, 드릴 파이프와 핸들로 구성됩니다. 더 헤드는 전체 건 드릴의 핵심 부분이며, 그것이 일반적으로 초경합금으로 만들어집니다. 두 유형이 있습니다 : 적분형과 용접된 타입, 그것이 보통 드릴 파이프로 용접됩니다. 건 드릴의 드릴 파이프는 일반적으로 그것이 좋은 강도와 강성을 가지게 하기 위해 처리된 특수 합금강과 히트로 만들어지고, 충분한 세기와 어려움을 가져야 합니다 ; 건 드릴의 핸들은 도구와 공작 기계 스핀들을 연결하는데 사용되고, 특정 기준에 따라 설계되고 제조됩니다.
1.2 건 드릴링 절차
운영 동안, 건 드릴의 핸들은 기계 공구의 축에 고정되고 드릴 비트가 드릴링을 위해 유도 구멍 또는 가이드 슬리브를 통한 제조 공정에 있는 제품에 들어갑니다. 절삭 정밀도를 보증하면서, 훈련 블레이드의 독특한 구조는 본인 유도의 역할을 수행합니다. 첫번째는 파일것 홀을 처리하고, 그리고 나서 수치 2에서 어떤 공급속도 즉, 시점 파일것 홀 위의 2~5 Ｍ Ｍ에 도달합니다. 동시에 중간 냉각함으로써 냉각제를 여세요 ; 파일것 홀이 도달되는 후에 표준 속도에 기계가공을 시작하세요. 기계 가공 프로세스 동안 간헐 공급을 채택하고, 항상을 공급하세요! 심 공과 짧은 어깨를 실현한 2 수심 ; 기계가공이 완성되고, 실체를 남길 때, 처음으로 구멍 하단으로부터 일정한 거리에 대한 고속에 도구를 철회하고 저속도에 파일것 홀을 나오세요 그리고, 마침내 빨리 기계가공 제조 공정에 있는 제품을 남기고 냉각제를 끄세요. 전체 과정은 형태 2에 나타납니다. 형태에서 점선은 빨리감기를 대표하고 실선이 느린 공급을 대표합니다.
2. 심 공 드릴링 힘의 해석
다른 금속 절삭 방법과 비교해서, 드릴링과 다른 금속 절삭 방법 사이의 최대 유효 차이는 심공 천공이 폐쇄된 구멍을 파기 위해 가이드 블록의 위치설정과 지원을 사용한다는 것입니다. 도구와 제조 공정에 있는 제품 사이의 접촉은 도구와 제조 공정에 있는 제품에 추가적 가이드 블록 사이에 blade+91의 단접점 그러나 또한 접촉이 아닙니다.
형태 3에 나타난 바와 같이. 심공 드릴은 3 일환으로 구성됩니다 : 공구 본체, 커터치와 가이드 블록을 줄이기. 절단기 몸체는 무의미합니다. 절단턱은 프런트 엔드와 방출을 거쳐 드릴 파이프 공동 까지 들어갑니다. 스레드가 익숙한 후방은 드릴 파이프와 연결합니다. 커터치 위의 주 절삭 날은 2, 말하자면, 외부 가장자리와 안쪽 에지로 분할됩니다.
한 예로 다중 블레이드 내측 숄더의 심 공에서 코발트를 잡을 때, 보조날과 2개의 가이드 블록은 똑같은 주변에 있고 스레에-포인트 일정원이 안내된 본인입니다. 그것에서의 힘은 분석됩니다. 단순화된 기계식 모델은 형태에 나타납니다
4. (1) 컷팅력 Ｆ. 깊은 구멍 도구 위의 컷팅력은 서로 반경 방향 하중이 직접적으로 휨 변형을 도구화하도록 유도할 수직 접선력들 Ｆ,,,와 반경 방향 하중들 Ｆ,와 축방향 힘으로 분해될 수 있습니다, 주로 모서리를 절두하는 것의 접선력이 토크를 생산하는 반면에, 축방향 힘이 툴 위어를 증가시킵니다. 처리의 과정에서, 그것은 가공 품질과 효율성을 보증하는 전제에 최대한 많이 축방향 힘과 토크를 감소시키기 위해 항상 바랍니다. 일반적으로, 도구의 서비스 수명은 직접적으로 축방향 힘과 토크에 연관됩니다. 지나친 축방향 힘은 드릴 비트를 깨지도록 더 쉽게 하고 그것이 폐기될 때까지 초과 토크가 또한 도구의 웨어와 중단을 가속화할 것입니다 [1 '].
(2) 마찰 F/. Friction/and/2는 가이드 블록이 구멍 벽과 관련하여 회전할 때 발생됩니다 ; 그것이 주축을 따라 움직이는 가이드 블록과 구멍 벽 사이의 굴대 마찰은 / lu와 7L입니다 ;
(3) 압출 펀치력 압출 펀치력이 구멍 벽의 탄성 변형에 의해 초래됩니다. 가이드 블록과 구멍 벽 사이의 압출 펀치력은 Ｍ와 ^ 2입니다. 힘 시스템 밸런스의 원칙에 따르면, 그것은 알려질 수 있습니다는 :
여기에서 : 세로 재단 힘의 합성력이 되세요 ; Ｆ ,. 광선 컷팅력의 결과가 되세요 ; Ｆ는 완곡한 컷팅력의 결과입니다. 오직 쿨롱 마찰계수만을 간주되, 가이드 블록에 굴대 마찰과 완곡한 마찰이 똑같다고 추정하기. 그것은 실험을 통하여 곧을 수 있습니다
심혈 가공 동안 측정된 것 토크 Ｍ와 Ｆ를 연결시키세요.
주어진 드릴 비트 동안, 그것의 공칭 직경은 있고 가이드 블록의 위치각이 결정됩니다. 게다가 컷팅력의 경험적 축방향 힘은 주요 절단력의 절반입니다. 위에서 말한 방식을 합성함으로써, 가이드 블록에 절단력 성분과 힘은 산정될 수 있습니다.
3. 건 드릴의 드릴링 시뮬레이션
내측 숄더의 심공 천공은 닫히거나 세미 닫힌 조건에서 실행됩니다. 절삭열은 분산되도록 쉽지 않고, 어깨가 배열하기가 어렵고, 공정계의 강성이 가난합니다. 가난한 냉각과 주유의 결과를 초래한 영역 커팅에 들어갈 수 없을 때, 도구 온도는 툴 위어를 가속화하면서, 드릴링에서 생산된 냉각제가 급격히 상승할 것입니다 ; 천공 깊이의 증가와 함께, 도구 오버행은 증가하고 드릴링 공정계의 강성이 감소합니다. 모두 이것들이 내장 칩 이동과 심 공 드릴링 공정에 대한 약간의 특수한 요구 사항을 제시합니다. 본 논문은 환기와 컷팅력이 심 공 드릴링 공정을 최적화하기 위한 원칙을 제공하는 실제 공정 조건의 재생 시뮬레이션을 통하여 절단 과정에서 발생했다고 예상합니다. 3.1 드릴링 매개 변수와 물질 특성 DEFORM의 정의는 금속 성형 과정을 분석하기 위한 일련의 유한 요소 기반의 과정 모의 실험 시스템입니다. 컴퓨터에 대한 전체 가공 처리를 모의 실험함으로써, 엔지니어들과 디자이너들은 사전에 다양한 근무 조건 하에 반대 팩터를 예상하고 효과적으로 가공 처리nM2]를 향상시킬 수 있습니다. 본 논문에서, Pm/E가 익숙한 3 차원 모델링 소프트웨어는 시뮬레이션 툴 모델을 끌어내고 STL 포맷이 분명히 르텀으로 반입된 것처럼 모델이 구해집니다 - 3D. 세트 컷팅 매개 변수와 상태는 표 1에 나타납니다.
(1) 근무 조건의 설정 : 기계가공 종류, 단일 표준으로서의 선택하는 드릴링은 SI이고 커팅 스피드와 공급율을 입력합니다, 대기 온도가 20t입니다 :m2로 제조 공정에 있는 제품 접촉면의 마찰 모듈러스는 0.6 이고 열전도율은 45 입니다. 0C와 열융해는 15 N/mm2/X입니다.
(2) 도구와 제조 공정에 있는 제품의 설정 : 도구는 엄격하고, 물질이 45 철강이고, 제조 공정에 있는 제품이 플라스틱이고, 물질이 WC 카바이드입니다.
(3) 목표 사이의 관계에서 설정하세요 : Ｄ Ｅ fo 르텀의 마스터·슬레이브 관계는 강체가 주요 부문이고 플라스틱 몸체가 노예이고 따라서 수단이 활동적이고 제조 공정에 있는 제품이 운전된다는 것입니다.
제조 공정에 있는 제품과 도구의 표 1 주요 인자
절단 과정에서 그 온도, 스트레스와 긴장 변화에 대해서 다른 공정 파라미터의 영향을 비교하기 위해, 시뮬레이션은 표 2에 나타난 바와 같이 다른 드릴링 매개 변수에서 실행되고 결과가 관찰됩니다.
표 2 건 드릴링 매개 변수
3.2 드릴링 시뮬레이션과 결과 해석
(1) 온도
금속 절삭에서 소모된 대부분의 에너지는 열 에너지로 변환됩니다. 이 열 원인 직접적으로 그것을 상승시키기 위한 커팅 존의 온도가 툴 위어, 기계 가공 정확도와 제조 공정에 있는 제품의 표면 품질에 영향을 미칩니다. 고속 금속 절삭에서, 심한 마찰과 파괴는 곧 초고온에 국부 온도를 오르게 합니다. 건 드릴링에서, 열기는 주로 어깨, 훈련 지지체 패드와 제조 공정에 있는 제품 홀 패드 사이의 마찰과 도구 경사면 위의 절단턱의 마찰을 줄여 금속의 변형에서 발생하 [13]. 이 모든 열은 절삭유에 의해 냉각될 필요가 있습니다. 드릴링 공정을 가장함으로써, 온도는 다양한 속도에 제조 공정에 있는 제품의 접촉 면적에서 변하고 공급이 획득됩니다. 이러한 데이터는 심공 가공 동안 냉각 시스템을 최적화하기 위한 설계 기초를 제공합니다. 드릴링 공정을 가장하기 위한 컴퓨터를 위한 높은 성능요건 때문에, 완전한 홀 가공 처리를 가장하는데 오랜 시간이 걸립니다. 드릴링 시뮬레이션의 계단 폭을 맞춤으로써, 시뮬레이션의 깊이는 안정적인 처리 공정을 달성하기 위해 제어됩니다.
시뮬레이션 단계의 수가 1000년, 시뮬레이션 간격 단계의 수로서 할당되는 시뮬레이션 조건 설정은 50으로 설정되고 데이터가 매 50 단계마다 자동적으로 보존됩니다 ; Deform-3D는 적응 그물 세대 기술을 채택합니다. 제조 공정에 있는 제품은 플라스틱 몸체입니다. 그물생성은 컷팅력을 산정하는데 사용됩니다. 절대적 기본 유형은 수치 5에 나타나고 시뮬레이션 결과가 안에 보입니다
표 3.
그림 5 유한 요소 모델과 심공 드릴의 드릴링 공정
단계와 커팅 스피드와 온도의 표 3 데이터 수집
표 3에서 데이터를 분석하고 처리함으로써, 3 근무 조건 하에 스텝 수와 제조 공정에 있는 제품 영역 커팅의 온도 변환의 곡선은 수치 6에 나타난 바와 같이 획득됩니다.
드릴링 속도가 제조 공정에 있는 제품 접촉 면적의 온도에 미치는 큰 영향을 가진다는 것을 그림 6은 보여줍니다. 드릴링의 초기에, 드릴 비트와 제조 공정에 있는 제품은 접촉하기 시작하고 공급율이 큽니다. 제조 공정에 있는 제품 위의 도구의 날카로운 영향은 초기 온도가 매우 변하고 신속히 상승하게 합니다. 드릴링이 안정적인 경향이 있는 것처럼, 심혈 가공을 위해 정상적인 곡선은 일반적으로 친절하게 되지만, 여전히 변동합니다. 드릴 비트 직경이 작고 공급율이 크기 때문에, 진동은 지속할 것입니다.
드릴링 속도가 온도에 미치는 큰 영향을 가지는다는 것이 또한 그림 6으로부터 보일 수 있습니다. 속도가 증가한 것처럼 드릴링 온도는 높게 그리고 높게 도착하고 있습니다. 유한 요소 모델에 의한 결과로부터, 이것이 플라스틱 변형과 도구 어깨의 마찰이 집중되는 곳이기 때문에, 다른 드릴링 속도에 발생된 최고 온도는 드릴 끝 근처에 더 로컬 변형 영역에서 발생합니다.
커팅 스피드와 접촉 면적 온도의 그림 6 변형 곡선
(2) 상당 응력 배포
폰 미세스 응력은 전단 변형 에너지와 항복 규준을 기반으로 한 상당 응력입니다. 상당 응력에 대한 도입 뒤에, 소자 본체의 응력 상태가, 수치에 단일 방향 긴장을 지닐 때 그것은 스트레스로서 상상될 수 있습니다. 분석으로부터 획득된 상당 응력과 등가 변형 사이의 계합 관계는 다른 드릴링 속도에 있는 건 드릴의 동등한 응력 변화가 획득되는 유한 요소 분석을 통하여 플라스틱 변형에 의해 초래된 작업물 재료의 경화 작업을 반영합니다. 시뮬레이션 간격은 50 단계이고 결과가 자동적으로 테이블 4에 나타난 바와 같이, 매 50 단계마다 구해집니다.
단계와 커팅 스피드와 동일 힘의 표 4 데이터 수집
상당 응력과 스텝 수 사이의 관계의 분석은 수치 7에 나타납니다. 다른 방추 속도가 처리 동안 제조 공정에 있는 제품의 상당 응력에 거의 영향을 미치지 않고, 특정 범위 이내에 변동하지만, 그러나 3이지 공정 조건 하에 최대 당량 응력 변화의 흐름이 매우 비슷하다는 것을 알 수 있습니다.
드릴링의 초기 단계에서 스트레스가 크다는 것을 드릴링 상당 응력의 수치 7에서 곡선은 보여줍니다. 천공 깊이가 안정적이게 된 것처럼, 곡선은 일반적으로 떨어지고 친절하게 됩니다. 동시에 응력과 변형해석을 통하여 건 드릴의 최대 당량 응력은 1550 Ｍ Pa이고 전체적 최대 변위가 0.0823 Ｍ Ｍ입니다.
4. 결론
심 공 절단 과정은 효과적으로 분명히 르텀의 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션됩니다. 절단 과정의 온도 변환과 응력 변화는 분석되고 절삭 온도와 커팅 스피드 사이의 변화 곡선이 획득됩니다. 이것은 실제 기계가공에서 심공 가공의 절단 메커니즘, 컷팅 매개 변수 중에서 선정과 냉각 시스템의 설계에 대한 연구를 위한 어떤 원칙을 제공합니다.
