磨鞋单齿正交切削三维力学模型分析

摘要

磨鞋是对井内落物进行磨铣的主要工具,其结构的合理性是提高磨铣效率的主要手段。本文从磨鞋单齿切削原理入手,综合考虑剪切面和侧剪切面的剪切作用,建立磨鞋单齿正交切削模型,得出磨鞋切削时的主切削力和主切削力矩的计算公式。基于J-C本构方程建立磨鞋单齿切削有限元模型,得到磨鞋单齿主切削力的仿真解,并分别对比三维正交模型计算得出的主切削力值和二维平面下的平面应变模型值,验证了推导计算公式的准确性与可靠性。通过案例分析得出不同落物材料、齿前角等参数对主切削力的影响规律,给出了齿前角的推荐优化值为-15°或+10°。