整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构分析

摘要

丝锥是加工内螺纹的一种螺纹刀具。多年来，丝锥材料一直以高速钢为主，随着新型材料的不断出现和加工工艺的不断改进，为了提高螺纹攻丝加工效率和保证加工质量，近年来，高性能的硬质合金材料逐渐被国内外企业应用在丝锥当中。另一方面，对于一些新型的高硬度难加工材料，螺孔直接用整体硬质合金丝锥加工。在整体硬质合金丝锥三维建模的基础上，通过对整体硬质合金丝锥结构进行分析，可以分析整体硬质合金丝锥的强度、刚度、应力应变以及振动特性。得到合理的整体硬质合金丝锥结构。
　　 本文是基于丝锥结构特点及攻丝成形原理，使用Solidworks和Ansys workbench对整体硬质合金螺旋槽丝锥进行结构分析。并利用与拉削具有很大相似的特点，建立了丝锥攻丝的力（矩）模型，然后求出主切削力大小，作为有限元静力分析中的载荷，将整体硬质合金螺旋槽丝锥三维图导入Ansys workbench有限元分析软件中，通过对整体硬质合金螺旋槽丝锥结构进行有限元分析，得到以下结论：
　　 （1）对其进行静力分析，得到了合适整体硬质合金螺旋槽丝锥的结构。
　　 （2）对其进行模态分析，计算出整体硬质合金螺旋槽丝锥的固有频率和振型，第一、第二阶固有频率相近，第三、第四阶固有频率相近，但比一、二阶大的多，第五、第六阶固有频率相近，但比三、四阶大的多。了解各个阶次的固有频率，有利于从根本上避免共振的产生，为以后的谱分析、谐响应分析、瞬态动力学分析奠定了基础。
　　 通过对整体硬质合金螺旋槽丝锥的有限元分析，为整体硬质合金丝锥的应力应变分析提供了一种简便方法，可以了解到整体硬质合金螺旋槽丝锥在切削过程中的各种状况。