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あくプロセスの深い穴の機械化およびシミュレーションの機械分析

October 17, 2022

概要:深い穴の機械化は閉鎖した土台の州の下で重複し、用具の切断状態は直接観察することができない。金属のプラスチック形成シミューレーション・ソフトウェアDEFORM-3Dが有限要素法と深い穴の訓練プロセスを動的に模倣するのに予測する温度を使用され、処理プロセスの圧力の変更は異なった鋭い変数の下で、温度および同等の圧力の変更を、および切断温度および同等の左力の変更のカーブを異なった切断の速度の下で得るために比較する。結果はことを切込み歯丈の増加を用いる切断温度の増加示し、安定し次第にがちである;切断温度は効果力は変数の切断の変更との多くを変えないが、切断速度に比例している。

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キー ワード:深い穴Rugong;Dのeform -3D;訓練
深い穴の機械化は機械で造る穴の最も困難なプロセスの1つであり深い穴の固体訓練の技術は深い穴の機械化の技術の主要な技術として確認される。従来の処理方法は時間のかかり、労働集約的であり、深い穴の処理の精密は高くない、また用具の破損[1]の頻繁な用具の変更そして危険の問題がある。ガン・ドリリングは現在理想的な処理方法である。処理する深い穴の過程においてドリル管は薄く、長く、振動および発生させた熱および切断へりを逸らすこと、発生させること容易排出して容易ではない。直接用具の切断状態を観察することは可能ではない。現在、リアルタイム[w]の伐採面積の温度変化そして配分を監視する理想的な方法がない。切断プロセスが破片を見切断音ことをを聞くことによって正常であるかどうか判断するのに経験だけ使用することができ、振動および他の出現現象に触れる。

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近年、コンピュータ・ハードウェアの技術および数値シミュレーションの急速な開発を、シミュレーションの技術はこの問題[4]解決する有効な科学的な、科学技術の方法に与える。シミュレーションの訓練は深い穴の機械精度、安定性および効率を改善するための大きな意味である。現在、何人かの学者は高度の測定方法およびソフトウェア分析によって間接的に処理プロセスを判断するか、または先立って予測できる。例えば、西安交通大学の丁Zhenglongおよび他の学者は深い穴[5]の内部の直径を測定するためにオンライン測定のプラットホームをセットアップした処理プロセスはオンラインで監視できなかった;何人かのエンジニアは工作機械の従来の構造の変更によって深い穴の加工技術を改善した。効果的に鋭い質をことを改善するためにより滑らかにドリル管[6]および他の手段のV形溝から排出された破片を作るのに例えば防ぐために、工作機械の紡錘が使用され、切削液および切断へりの自己の重量が、処理の後で切断へりが逆にされた構造で穴の壁を傷付ける使用されたことを。


このペーパーでは動的に鋭いプロセスを模倣するのに、Defの〇のRM3D金属のプラスチック形成シミューレーション・ソフトウェアが使用されている;異なった切断速度の下の温度および圧力の変更は得られ、冷却剤を処理する深い穴の設計そして実施に基礎を提供する深い穴の処理の効果は先立って予測される。

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1. ガン ドリルの働き原則そしてあく技術
1.1ガン ドリルの働き原則
ガン ドリルは深い穴を機械で造るための主要な用具である。それに1訓練[7]の後でよい正確さおよび低い表面の粗さの特徴がある。ガン ドリルの基本的な構造は図1.で示されている。
図1ガン ドリルの基本的な構造
ガン ドリルは頭部、ドリル管およびハンドルから成っている。頭部は超硬合金から一般に成っている全ガン ドリルの主要部分である。2つのタイプがある:必要なタイプおよび通常ドリル管によって溶接される溶接されたタイプ。ガン ドリルのドリル管は特別な合金鋼および熱から一般に成っている-それを作るためによい強さおよび剛性率を持ち、十分な強さおよび靭性を持たなければならない扱われる;ある特定の標準に従ってガン ドリルのハンドルが工作機械の紡錘と用具を接続するのに使用され、設計され、そして製造される。


1.2ガン・ドリリング プロセス
操作の間に、ガン ドリルのハンドルは工作機械の紡錘で締め金で止められ、穴あけ工具はあくことのためのガイドの穴かガイドの袖を通して工作物に入る。ドリルの刃の独特な構造は自己の指導の役割を担い、切断正確さを保障する。最初にプロセスはある特定の送り速度、すなわち、ポイントでintercoolingによって試験穴、それから図2.の試験穴の2~5のm mに、開ける冷却剤を同時に達し;達される試験穴の後で通常の速度で機械で造り始めなさい。機械化プロセスの間に、断続的な供給を採用し、必ず与えなさい!2深さ、深い穴および短い肩を実現する;機械化が終了し、実体を去るとき、最初に用具を最高速度で穴の底からのある特定の間隔に撤回し、次に低速で試験穴を、そして冷却剤を離れて最終的にすぐに機械化の工作物および回転を残すために出。全プロセスは図2.で示されている。図の点線は急速な供給を表し、実線は遅い供給を表す。


2. 深い穴のあく力の分析
方法を切る他の金属と比較されて方法を切る深い穴の訓練と他の金属の最も重要な違いは深い穴の訓練が閉鎖したキャビティであくべきガイド ブロックの位置およびサポートを使用することである。用具と工作物間の接触はblade+91のない単一の接触、用具の付加的なガイド ブロック間のまた接触および工作物でありではない。
図3.に示すように。深い穴のドリルは3部で構成される:切削工具ボディ、カッターの歯およびガイド ブロック。カッター ボディは空である。切断へりは前部分および排出からドリル管キャビティを通って入る。ドリル管によって接続するのに後部糸が使用されている。カッターの歯で最先端の本管は2、即ち、外の端および内部の端に分けられる。
マルチ ブレード内部の肩の深い穴のコバルトを一例として取って、補助刃および2つのガイド ブロックは同じ円周にあり、3点の固定円は自己導いたである。それの力は分析される。簡単だった機械モデルは図で示されている

 

4. (1)切削抵抗F。深い穴用具の切削抵抗は相互に垂直な接した力F、および放射状力Fに分解することができ曲がる変形、軸力に用具を使うために最先端の接した力は主にトルクを作り出すが、軸力の放射状力は直接高める用具の摩耗を導く。処理の過程において、処理質および効率の保障の前提の軸力そしてトルクをできるだけ減らすことを常に望む。通常、用具の耐用年数は軸力およびトルクに直接つながる。余分な軸力は穴あけ工具を壊れることもっと簡単にし捨てられるまで余分なトルクはまた用具の摩耗そして壊れ目を加速する[1つの°]。
(2)摩擦F/。ガイド ブロックが穴の壁に関連して回るとき摩擦/and/2は発生する;軸線is/luおよび7Lに沿って動く場合のガイド ブロックと穴の壁の軸摩擦;
(3)放出力は穴の壁の伸縮性がある変形によって放出力引き起こされる。ガイド ブロックと穴の壁間の放出力はMであり、それは、力のシステム均衡の原則に従う^ 2.それ知っていることができる:
か:縦の切削抵抗の結果として生じる力はある;F。放射状の切削抵抗の合力はある;Fは円周の切削抵抗の合力である。クーロンの摩擦係数だけ考慮されると仮定して、ガイド ブロックの軸摩擦そして円周の摩擦は等しい。それは実験によってまっすぐにある場合もある
トルクMを接続すればF aは深い穴の処理の間に測定した。
ある特定の穴あけ工具のために、わずかな直径はあり、ガイド ブロックの位置角は定められる。さらに、切削抵抗の経験的な軸力は主要な切削抵抗の半分である。上記の方式の総合によって、ガイド ブロックの切削抵抗の部品そして力は計算することができる。

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3. ガン ドリルのあくシミュレーション
内部の肩の深い穴の訓練は閉鎖したか半閉鎖した条件で遂行される。切削熱は分散し易くない肩は整理しにくくプロセス システムの剛性率は粗末である。冷却剤が訓練で作り出したときに悪い冷却に終って伐採面積に、入ることができし、潤滑は、用具の温度はっきりと上がり、用具の摩耗を加速する;鋭いプロセス システム減少の鋭い深さ、用具の突出部分の増加および剛性率の増加を使って。すべて内部破片の取り外しを用いる深い穴の訓練プロセスのためのある特別な条件提言されるこれら。このペーパーは深い穴の訓練プロセスを最大限に活用するために基礎を提供する実際のプロセスの状態の再生のシミュレーションによって切断プロセスで発生する熱および切削抵抗を予測する。3.1訓練変数および物質的な特性DEFORMの定義は一組の有限なプロセスを形作る金属を分析するための要素によって基づくプロセス シミュレーション システムである。コンピュータの全処理プロセスの模倣によって、エンジニアおよびデザイナーはさまざまな働く条件の下で不利な要因を先立って予測し、効果的に処理プロセスnM2を改善できる]。このペーパーではシミュレーション用具モデルを引出すのに、ソフトウェアPm/Eを模倣する3Dが使用されSTLのフォーマットがDefoのRM - 3 D.に輸入されると同時にモデルは救われる。変数を切るセットおよび条件は表1.で示されている。
(1)労働条件の設定:機械化のタイプとして選り抜き訓練は、単位の標準SI、入れた切断速度をであり送り速度は、周囲温度20tである:、工作物の接触表面の摩擦要因は0.6、熱伝達率である45 W/m2である。0Cおよび熱に溶けることは15 N/mm2/X.である。
(2)用具および工作物の設定:用具は堅い、材料は45鋼鉄である、工作物はプラスチックであり、材料はWCの炭化物である。
(3)は目的の間で関係をセット:D e foのRMのマスター スレーブ関係はその堅いボディである主要な部分であり、プラスチック ボディは奴隷である、従って用具は活発であり、工作物は運転される。
工作物および用具の表1の主要な変数
切断プロセスの温度の変更の異なったプロセス パラメータの影響を、圧力および緊張は表2に示すように異なった鋭い変数の下で比較するためには、シミュレーション遂行され、結果は観察される。
表2のガン・ドリリング変数


3.2鋭いシミュレーションおよび結果の分析
(1)温度
金属の切断で消費される熱エネルギーにエネルギーのほとんどは変えられる。この熱により切断地帯の温度はそれ直接影響を与える工作物の用具の摩耗、機械精度および表面質に上がる。高速金属の切断では、厳しい摩擦およびまさに高温にローカル温度上昇を近いうちにするために折るため。ガン ドリルでは、熱は金属の切断へりの変形、用具の熊手の表面[13]の切断へりのドリル サポート パッドおよび工作物の穴のパッドおよび摩擦間の摩擦から主に来る。これらのすべて熱切削液によって冷却される必要がある。鋭いプロセスの模倣によって、異なった速度の工作物の接触域の温度変化および供給は得られる。これらのデータは深い穴の機械化の間に冷却装置を最大限に活用するために設計基礎を提供する。訓練プロセス、模倣するためのコンピュータの高性能の条件が原因でプロセスを処理する完全な穴を模倣する長い時間かかる。あくシミュレーションのステップ サイズの配置によって安定した処理を達成するために、シミュレーションの深さは制御される。
シミュレーションのステップの数を置くシミュレーションの状態は1000として置かれる、シミュレーション間隔のステップの数は50として置かれ、データは自動的に50のステップ毎に救われる;採用する適応性がある網の世代別技術を変形させ3Dなさい。工作物はプラスチック ボディである。網の生成が切削抵抗を計算するのに使用されている。絶対エレメントのタイプは図5で示され、シミュレーションの結果は示されている

 

表3。
図5深い穴のドリルの有限要素モデルそしてあくプロセス
ステップの速度そして温度の切断の表3のデータ収集
表3のデータを分析し、処理することによって、3つの労働条件以下のステップの数を用いる工作物の伐採面積の温度変化のカーブは図6.に示すように得られる。
鋭い速度に工作物の接触域の温度の大きい影響があることを図6は示す。訓練の始めに、穴あけ工具および工作物は連絡し始め送り速度は大きい。工作物の用具の鋭い影響により最初の温度は非常に変わり、急速に上がる。訓練が安定しがちであると同時に深い穴の処理のために正常であるカーブは一般に穏やかになるが、まだ変動する。穴あけ工具直径が小さく、送り速度が大きいので、振動は主張する。
それはまた図6からあく速度に温度の大きい影響があること見ることができる。速度が増加すると同時に鋭い温度はより高いより高く得て。有限要素モデルの結果から、最高温度はドリル ポイントの近くにローカル変形区域に異なった鋭い速度でこれが用具の肩のプラスチック変形そして摩擦が集中されるところであるので、起こる発生した。
図6切断の速度の接触域の温度の変化のカーブ


(2)同等の圧力の配分
フォンMisesの圧力は剪断歪エネルギーおよび収穫の規準に基づく同等の圧力である。同等の圧力の導入の後で、複雑要素ボディの圧力の状態はあってもいかに、数字の単方向張力に耐えるとき圧力として想像することができる。分析から得られる同等の圧力と同等の緊張間の対応する関係は異なった鋭い速度のガン ドリルの同等の圧力の変更が得られる有限な要素分析によってプラスチック変形によって引き起こされる工作物材料の加工硬化を反映する。シミュレーション間隔は50のステップであり、結果は表4.に示すように自動的に50のステップ毎に、救われる。


ステップの速度そして等しい力の切断の表4のデータ収集
ステップの同等の圧力と数間の関係の分析は図7.で示されている。それは異なった紡錘の速度に処理の間に工作物の同等の圧力の少し影響がありが、ある特定の範囲の内で変動する、3つの処理条件の下の最高の同等の圧力の変更の傾向は非常に類似していること見ることができる。
鋭い同等の圧力の図7のカーブは訓練の最初の段階の圧力が大きいことを示す。鋭い深さが安定するようになると同時に、カーブは一般に穏やかに落ち、なる。同時に、圧力および緊張の分析によって、ガン ドリルの最高の同等の圧力は1550のM Paであり、全面的な最高の変位は0.0823 m m.である。


4. 結論
深い穴の切断プロセスはDefoのRMのソフトウェアの使用によって効果的に模倣される。切断プロセスの温度変化そして圧力の変更は分析され、切断温度と切断速度間の変更のカーブは得られる。これは実際の機械化の冷却装置の変数そして設計の切断の深い穴の機械化、選択の切断メカニズムの調査にある特定の基礎を提供する。