帽贝牙齿几何特征的仿生刀具切削仿真

作     者：马晶 杨绍成 刘强 张明鉴 MA Jing;YANG Shaocheng;LIU Qiang;ZHANG Mingjian

作者机构：哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 

基　　金：国家自然科学基金(52005141) 2020年度黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2020193) 

出 版 物：《哈尔滨理工大学学报》 (Journal of Harbin University of Science and Technology)

年 卷 期：2023年第28卷第1期

页      码：11-19页

摘      要：刀具作为切削加工的基础工具,如何提高它的性能是当前研究的热点。仿生学研究表明帽贝的牙齿具有优良的力学性能,这为刀具的优化设计提供了依据。运用仿生学原理,通过生物解剖的方法制备了帽贝的单颗牙齿,利用数据分析软件提取牙齿内外轮廓曲线,得出其拟合多项式,并以多项式曲线的曲率为基础,对牙齿轮廓特征进行了分析,最后依据该多项式设计出了仿生刀具模型。对刀具前角、进给量、切削速度设计了正交试验,通过有限元软件进行二维正交切削仿真,并运用极差分析法探讨这3个因素对切削力的影响。以切削力最小为设计目标,在试验参数范围内进给量为0.1 mm/r,前角为5°,切削速度为150 m/min是最优组合,同时与普通刀具仿真结果进行对比,发现仿生刀具有省力的优势。

主 题 词：帽贝牙齿 几何特征提取 切削力 切削过程仿真 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 07[理学] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0836[0836] 080201[080201] 

D　O　I：10.15938/j.jhust.2023.01.002

馆 藏 号：203121885...