Mengirim pesan
Hingga 5 file, masing-masing ukuran 10M didukung. baik
Shenzhen Perfect Precision Product Co., Ltd. 86-189-26459278 lyn@7-swords.com
Berita Dapatkan Penawaran
Rumah - Berita - Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran

Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran

October 17, 2022

Abstrak: Pemesinan lubang dalam tumpang tindih di bawah keadaan ambang tertutup, dan kondisi pemotongan pahat tidak dapat diamati secara langsung.Perangkat lunak simulasi pembentukan plastik logam DEFORM-3D digunakan untuk mensimulasikan proses pengeboran lubang dalam secara dinamis dengan metode elemen hingga, memprediksi perubahan suhu dan tegangan dalam proses pemrosesan, membandingkan perubahan suhu dan tegangan setara di bawah parameter pengeboran yang berbeda, dan dapatkan kurva perubahan suhu pemotongan dan gaya kiri setara di bawah kecepatan potong yang berbeda.Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu pemotongan meningkat dengan meningkatnya kedalaman pemotongan, dan cenderung stabil secara bertahap;Temperatur pemotongan sebanding dengan kecepatan potong, sedangkan gaya efek tidak banyak berubah dengan perubahan parameter pemotongan.

berita perusahaan terbaru tentang Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran  0
Kata kunci: Rugong lubang dalam;Bentuk -3D;Pengeboran
Pemesinan lubang dalam adalah salah satu proses yang paling sulit dalam pemesinan lubang, dan teknologi pengeboran lubang dalam diakui sebagai teknologi kunci dari teknologi pemesinan lubang dalam.Metode pemrosesan tradisional memakan waktu dan padat karya, dan presisi pemrosesan lubang dalam tidak tinggi, ada juga masalah seringnya penggantian pahat dan risiko kerusakan pahat [1].Pengeboran senjata adalah metode pemrosesan yang ideal saat ini.Dalam proses pemrosesan lubang dalam, pipa bor tipis dan panjang, mudah dibelokkan, menghasilkan getaran, dan panas yang dihasilkan dan bahu pemotongan tidak mudah dilepaskan.Tidak mungkin untuk secara langsung mengamati kondisi pemotongan alat.Saat ini, tidak ada cara yang ideal untuk memantau perubahan suhu dan distribusi di area pemotongan secara real time [w].Hanya pengalaman yang dapat digunakan untuk menilai apakah proses pemotongan itu normal dengan mendengarkan suara pemotongan, mengamati keripik, menyentuh getaran dan fenomena penampilan lainnya.

berita perusahaan terbaru tentang Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran  1
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan pesat teknologi perangkat keras komputer dan simulasi numerik, teknologi simulasi menyediakan cara ilmiah dan teknologi yang efisien untuk memecahkan masalah ini [4].Pengeboran simulasi sangat penting untuk meningkatkan akurasi pemesinan, stabilitas, dan efisiensi lubang dalam.Saat ini, beberapa sarjana secara tidak langsung dapat menilai atau memprediksi proses pemrosesan terlebih dahulu melalui beberapa metode pengukuran lanjutan dan analisis perangkat lunak.Misalnya, Ding Zhenglong dari Universitas Xi'an Jiaotong dan cendekiawan lainnya membuat platform pengukuran online untuk mengukur diameter dalam lubang dalam [5], tetapi proses pemrosesan tidak dapat dipantau secara online;beberapa insinyur meningkatkan teknologi pemrosesan lubang dalam dengan mengubah struktur tradisional alat mesin.Misalnya, untuk mencegah bahu pemotong menggores dinding lubang setelah pemrosesan, spindel perkakas mesin digunakan dalam struktur terbalik, dan berat sendiri dari cairan pemotongan dan bahu pemotong digunakan untuk membuat keripik lebih lancar dibuang. dari alur berbentuk V dari pipa bor [6] dan tindakan lainnya, Secara efektif meningkatkan kualitas pengeboran.


Dalam makalah ini, perangkat lunak simulasi pembentukan plastik logam Def rm-3D digunakan untuk mensimulasikan proses pengeboran secara dinamis;Perubahan suhu dan tegangan di bawah kecepatan pemotongan yang berbeda diperoleh, dan efek pemrosesan lubang dalam diprediksi sebelumnya, yang memberikan dasar untuk desain dan implementasi pendingin pemrosesan lubang dalam.

berita perusahaan terbaru tentang Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran  2
1. Prinsip kerja dan teknologi pengeboran bor senjata
1.1 Prinsip kerja bor senjata
Gun bor adalah alat utama untuk pemesinan lubang yang dalam.Ini memiliki karakteristik akurasi yang baik dan kekasaran permukaan yang rendah setelah satu pengeboran [7].Struktur dasar bor senjata ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Struktur Dasar Gun Drill
Gun bor terdiri dari kepala, pipa bor dan pegangan.Kepala adalah bagian penting dari seluruh bor senjata, yang umumnya terbuat dari karbida yang disemen.Ada dua jenis: tipe integral dan tipe las, yang biasanya dilas dengan pipa bor.Pipa bor pistol bor umumnya terbuat dari baja paduan khusus dan perlakuan panas untuk membuatnya memiliki kekuatan dan kekakuan yang baik, dan harus memiliki kekuatan dan ketangguhan yang cukup;Pegangan bor pistol digunakan untuk menghubungkan alat dengan poros alat mesin, dan dirancang dan diproduksi sesuai dengan standar tertentu.


1.2 Proses pengeboran senjata
Selama operasi, pegangan bor pistol dijepit pada poros alat mesin, dan mata bor memasuki benda kerja melalui lubang pemandu atau selongsong pemandu untuk pengeboran.Struktur unik mata bor memainkan peran sebagai pemandu diri, memastikan akurasi pemotongan.Pertama proses lubang pilot, dan kemudian mencapai 2~5 mm pada lubang pilot pada kecepatan umpan tertentu, yaitu titik pada Gambar 2. Pada saat yang sama, buka pendingin dengan intercooling;Mulai pemesinan dengan kecepatan normal setelah lubang pilot tercapai.Selama proses pemesinan, lakukan pemberian makan intermiten, dan beri makan setiap saat!2 kedalaman, menyadari lubang yang dalam dan bahu pendek;Ketika pemesinan selesai dan meninggalkan entitas, pertama-tama tarik pahat dengan kecepatan cepat ke jarak tertentu dari dasar lubang, lalu keluar dari lubang pilot dengan kecepatan rendah, dan akhirnya dengan cepat tinggalkan benda kerja pemesinan dan matikan pendingin.Seluruh proses ditunjukkan pada Gambar 2. Garis putus-putus pada gambar mewakili umpan cepat, dan garis padat mewakili umpan lambat.


2. Analisis kekuatan pengeboran lubang dalam
Dibandingkan dengan metode pemotongan logam lainnya, perbedaan paling signifikan antara pengeboran lubang dalam dan metode pemotongan logam lainnya adalah bahwa pengeboran lubang dalam menggunakan posisi dan dukungan blok pemandu untuk mengebor di rongga tertutup.Kontak antara pahat dan benda kerja bukanlah kontak tunggal bilah+91, tetapi juga kontak antara blok pemandu tambahan pada pahat dan benda kerja.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Bor lubang dalam terdiri dari tiga bagian: badan pahat, gigi pemotong, dan blok pemandu.Tubuh pemotong berongga.Bahu pemotong masuk dari ujung depan dan keluar melalui rongga pipa bor.Benang belakang digunakan untuk menyambung dengan pipa bor.Ujung tombak utama pada gigi pemotong dibagi menjadi dua, yaitu tepi luar dan tepi dalam.
Mengambil kobalt di lubang dalam dari bahu bagian dalam multi bilah sebagai contoh, bilah bantu dan dua blok pemandu berada pada keliling yang sama, dan lingkaran tetap tiga titik dipandu sendiri.Kekuatan di atasnya dianalisis.Model mekanik yang disederhanakan ditunjukkan pada Gambar

 

4. (1) Gaya potong F. Gaya potong pada pahat lubang dalam dapat diuraikan menjadi gaya tangensial yang saling tegak lurus F,,, dan gaya radial F, Dan gaya aksial gaya radial akan langsung menyebabkan deformasi lentur pahat, gaya aksial meningkatkan pahat keausan, sedangkan gaya tangensial pada ujung tombak terutama menghasilkan torsi.Dalam proses pemrosesan, selalu diharapkan untuk mengurangi gaya aksial dan torsi sebanyak mungkin dengan alasan untuk memastikan kualitas dan efisiensi pemrosesan.Umumnya, masa pakai pahat terkait langsung dengan gaya aksial dan torsi.Gaya aksial yang berlebihan membuat mata bor lebih mudah putus, dan torsi yang berlebihan juga akan mempercepat keausan pahat hingga terkikis [1 °].
(2) Gesekan F/.Gesekan/dan/2 dihasilkan ketika blok pemandu berputar relatif terhadap dinding lubang;Gesekan aksial antara blok pemandu dan dinding lubang ketika bergerak sepanjang sumbu adalah/lu dan 7L;
(3) Gaya ekstrusi Gaya ekstrusi disebabkan oleh deformasi elastis dinding lubang.Gaya ekstrusi antara blok pemandu dan dinding lubang adalah M dan ^ 2. Menurut prinsip keseimbangan sistem gaya, dapat diketahui bahwa:
Dimana: adalah gaya resultan gaya potong vertikal;F ,.Apakah resultan dari gaya potong radial;F adalah resultan gaya potong melingkar.Dengan asumsi bahwa hanya koefisien gesekan Coulomb yang diperhitungkan, gesekan aksial dan gesekan keliling pada balok pemandu adalah sama.Itu bisa langsung melalui eksperimen
Hubungkan torsi M dan F a yang diukur selama pemrosesan lubang dalam.
Untuk mata bor tertentu, diameter nominalnya adalah dan sudut posisi blok pemandu ditentukan.Selain itu, gaya aksial empiris dari gaya potong adalah setengah dari gaya potong utama.Dengan mensintesis rumus di atas, komponen gaya potong dan gaya pada blok pemandu dapat dihitung.

berita perusahaan terbaru tentang Analisis Mekanik Pemesinan Lubang Dalam dan Simulasi Proses Pengeboran  3
3. Simulasi pengeboran bor senjata
Pengeboran lubang dalam pada bahu bagian dalam dilakukan dalam keadaan tertutup atau setengah tertutup.Panas pemotongan tidak mudah dibubarkan, bahu sulit diatur, dan kekakuan sistem prosesnya buruk.Ketika pendingin yang dihasilkan dalam pengeboran tidak dapat memasuki area pemotongan, mengakibatkan pendinginan dan pelumasan yang buruk, suhu pahat akan meningkat tajam, mempercepat keausan pahat;Dengan bertambahnya kedalaman pengeboran, overhang pahat meningkat, dan kekakuan sistem proses pengeboran berkurang.Semua ini mengedepankan beberapa persyaratan khusus untuk proses pengeboran lubang dalam dengan pelepasan chip internal.Makalah ini memprediksi panas dan gaya potong yang dihasilkan dalam proses pemotongan melalui simulasi reproduksi kondisi pemrosesan yang sebenarnya, yang memberikan dasar untuk mengoptimalkan proses pengeboran lubang dalam.3.1 Definisi parameter pengeboran dan sifat material DEFORM adalah seperangkat sistem simulasi proses berbasis elemen hingga untuk menganalisis proses pembentukan logam.Dengan mensimulasikan seluruh proses pemrosesan di komputer, para insinyur dan desainer dapat memprediksi faktor-faktor yang merugikan di bawah berbagai kondisi kerja sebelumnya dan secara efektif meningkatkan proses pemrosesan nM2].Dalam makalah ini, perangkat lunak pemodelan 3D Pm/E digunakan untuk menggambar model alat simulasi, dan model disimpan sebagai Format STL diimpor ke Defo rm - 3 D. Parameter dan kondisi pemotongan yang ditetapkan ditunjukkan pada Tabel 1.
(1) Pengaturan kondisi kerja: pilih pengeboran sebagai jenis pemesinan, standar unit adalah SI, masukkan kecepatan potong dan laju umpan, suhu sekitar 20t:, faktor gesekan permukaan kontak benda kerja adalah 0,6, perpindahan panas koefisien adalah 45 W/m2.0C, dan pelelehan termal adalah 15 N/mm2/X.
(2) Pengaturan pahat dan benda kerja: pahat kaku, material 45 baja, benda kerja plastik, dan material WC karbida.
(3) Mengatur hubungan antar objek: Hubungan master slave dari D e for rm adalah bahwa benda tegar adalah bagian utama dan tubuh plastik adalah budak, sehingga pahat aktif dan benda kerja digerakkan.
Tabel 1 Parameter Utama Benda Kerja dan Alat
Untuk membandingkan pengaruh parameter proses yang berbeda pada perubahan suhu, tegangan dan regangan dalam proses pemotongan, simulasi dilakukan di bawah parameter pengeboran yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2, dan hasilnya diamati.
Tabel 2 Parameter pengeboran senjata


3.2 Simulasi pengeboran dan analisis hasil
(1) Suhu
Sebagian besar energi yang dikonsumsi dalam pemotongan logam diubah menjadi energi panas.Panas ini menyebabkan suhu zona pemotongan naik. Secara langsung mempengaruhi keausan pahat, akurasi pemesinan, dan kualitas permukaan benda kerja.Dalam pemotongan logam berkecepatan tinggi, gesekan dan patah yang parah membuat suhu lokal naik ke suhu yang sangat tinggi dalam waktu singkat.Dalam pengeboran senjata, panas terutama berasal dari deformasi bahu pemotongan logam, gesekan antara bantalan penyangga bor dan bantalan lubang benda kerja, dan gesekan bahu pemotongan pada permukaan rake pahat [13].Semua panas ini perlu didinginkan oleh cairan pemotongan.Dengan mensimulasikan proses pengeboran, diperoleh perubahan suhu pada bidang kontak benda kerja pada kecepatan dan umpan yang berbeda.Data ini memberikan dasar desain untuk mengoptimalkan sistem pendingin selama pemesinan lubang dalam.Karena persyaratan kinerja komputer yang tinggi untuk mensimulasikan proses pengeboran, dibutuhkan waktu lama untuk mensimulasikan proses pemrosesan lubang yang lengkap.Dengan mengatur ukuran langkah simulasi pengeboran, kedalaman simulasi dikendalikan untuk mencapai pemrosesan yang stabil.
Pengaturan kondisi simulasi Jumlah langkah simulasi ditetapkan sebagai 1000, jumlah langkah interval simulasi ditetapkan sebagai 50, dan data disimpan secara otomatis setiap 50 langkah;Deform-3D mengadopsi teknologi generasi mesh adaptif.Benda kerja adalah tubuh plastik.Generasi mesh digunakan untuk menghitung gaya potong.Jenis elemen absolut ditunjukkan pada Gambar 5, dan hasil simulasi ditunjukkan pada

 

Tabel 3.
Gbr. 5 Model elemen hingga dan proses pengeboran bor lubang dalam
Tabel 3 Pengumpulan Data Kecepatan Pemotongan dan Suhu dengan Langkah
Dengan menganalisis dan mengolah data pada Tabel 3, diperoleh kurva perubahan suhu area pemotongan benda kerja dengan jumlah langkah pada tiga kondisi kerja seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 menunjukkan bahwa kecepatan pengeboran memiliki pengaruh yang besar terhadap suhu bidang kontak benda kerja.Pada awal pengeboran, mata bor dan benda kerja mulai bersentuhan, dan laju umpannya besar.Benturan tajam pahat pada benda kerja menyebabkan suhu awal sangat berubah dan naik dengan cepat.Karena pengeboran cenderung stabil, kurva umumnya menjadi lembut tetapi masih berfluktuasi, yang normal untuk pemrosesan lubang dalam.Karena diameter mata bor kecil dan laju umpan besar, getaran akan tetap ada.
Dapat juga dilihat dari Gambar 6 bahwa kecepatan pemboran memiliki pengaruh yang besar terhadap suhu.Saat kecepatan meningkat, suhu pengeboran semakin tinggi.Dari hasil model elemen hingga, suhu maksimum yang dihasilkan pada kecepatan pengeboran yang berbeda terjadi di daerah deformasi lokal di dekat titik bor, karena di sinilah deformasi plastis dan gesekan bahu pahat terkonsentrasi.
Gambar 6 Kurva Variasi Suhu Area Kontak dengan Kecepatan Pemotongan


(2) Distribusi tegangan ekuivalen
Tegangan Von Mises adalah tegangan ekivalen berdasarkan energi regangan geser dan kriteria luluh.Setelah pengenalan tegangan ekuivalen, tidak peduli seberapa kompleks keadaan tegangan tubuh elemen, dapat dibayangkan sebagai tegangan ketika menanggung tegangan searah pada nilai numerik.Hubungan yang sesuai antara tegangan ekivalen dan regangan ekivalen yang diperoleh dari analisis mencerminkan pengerasan kerja material benda kerja yang disebabkan oleh deformasi plastis melalui analisis elemen hingga. Perubahan tegangan ekivalen bor senjata pada kecepatan pengeboran yang berbeda diperoleh.Interval simulasi adalah 50 langkah, dan hasilnya disimpan secara otomatis setiap 50 langkah, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.


Tabel 4 Pengumpulan Data Kecepatan Pemotongan dan Gaya Setara dengan Langkah
Analisis hubungan antara tegangan ekivalen dan jumlah langkah ditunjukkan pada Gambar 7. Dapat dilihat bahwa kecepatan spindel yang berbeda memiliki sedikit pengaruh pada tegangan ekivalen benda kerja selama pemrosesan, dan berfluktuasi dalam kisaran tertentu, tetapi tren perubahan tegangan ekivalen maksimum di bawah tiga kondisi pemrosesan sangat mirip.
Kurva pada Gambar 7 tegangan ekivalen pemboran menunjukkan bahwa tegangan pada tahap awal pemboran besar.Saat kedalaman pengeboran menjadi stabil, kurva umumnya turun dan menjadi lembut.Pada saat yang sama, melalui analisis tegangan dan regangan, tegangan ekivalen maksimum dari pistol bor adalah 1550 M Pa, dan perpindahan maksimum keseluruhan adalah 0,0823 m m.


4. Kesimpulan
Proses pemotongan lubang dalam disimulasikan secara efektif dengan menggunakan perangkat lunak Defo rm.Perubahan suhu dan perubahan tegangan dalam proses pemotongan dianalisis, dan kurva perubahan antara suhu pemotongan dan kecepatan potong diperoleh.Ini memberikan dasar tertentu untuk mempelajari mekanisme pemotongan pemesinan lubang dalam, pemilihan parameter pemotongan dan desain sistem pendingin dalam pemesinan yang sebenarnya.