任昭 李会荣 高妮萍

摘要：本文以某90°外圆粗车刀为例，为探究车刀刃磨角度与刀具所受应力的关系，根据其实际的尺寸和角度在CROE中进行实体建模，并在实验室中用三向测力系统测得实际车削时的车刀受力数值，利用软件中内嵌的有限元分析功能对该外圆车刀进行有限元分析，得出车刀的后角关于刀具所受应力及最大变形的影响关系，通过设置后角的变化范围与最大应力的灵敏度关系，确定最大应力为优化目标，进而找到合适的车刀后角，实现对刀具的优化设计。

关键词：CROE;车刀;有限元分析;优化设计

中图分类号：TH122                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）07-0080-02

0  引言

不同尺寸的车刀在加工时的受力状态也不同，所以车刀的形状参数对刀具的使用寿命影响很大。如车刀的前角会影响刀具的强度和刀尖的锋利程度;车刀的后角的大小会影响刀具的强度和工件的粗糙度[1]，在车削外圆时，一般车刀的后角选5-8°。本文以某焊接式90°外圆车刀在普通车床上车削材料为45钢的工件为例，引入数字化设计和仿真技术，在CROE中模拟分析其后角的变化对刀具所受应力的影响关系，该车刀实体图见图1。

通过量角仪测得的该车刀主要角度参数见表1。

1  三维建模

按照该外圆粗车刀的尺寸和角度大小，利用CROE软件的CAD建模功能以1：1比例建立车刀的的三维实体模型，见图2。

2  车刀受力分析

根据金属切削原理得到：车刀在车削加工时受到的合力F可转化为三个不同方向的分力，分别是主切削力、进给力、背向力[2]。……