第4期 2017年4月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)04006505
DOI : 10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 04. 016
大直径不锈钢棒料剥皮机切削力研究
祁志旭，成小乐，屈银虎，尹君
710048）
（西安工程大学机电工程学院，西安
No.4 Apr.2017
摘要：采用DEFORM-3D软件，对大直径不锈钢棒料刹皮机切削力进行仿真研究。通过以刀盘转速进给量、工件直径为影响因素设计正交试验。通过对主切削力进行极差分析，得到了切削固素对主切制力的影响程度由大到小依次是：进给量、刀盘转速、工件直径；最优因素水平组合为：进给量 0.8mm/r，转速500r/min，工件直径200mm。
并据此最优固素水平组合计算出切削力为F。：
18238.99N,将其与经验值做对比分析，验证了仿真的有效性。最后由最优因素水平组合计算出切削
功率为P，=285.96kW。可为大直径不锈钢棒料剥皮机的设计提供重要的参考依据。关键词：大直径不锈钢棒料剥皮机；切削力；正交试验；DEFORM-3D
中图分类号：TH140.7;TG501.3
文献标识码：A
Research on Cutting Force of Large Diameter Stainless Steel Bar Peeling Machine
QI Zhi-xu, CHENG Xiao-le, QU Yin-hu, YIN Jun
( College of Mechano-electronic Engineering,Xi' an Polytechnic University , Xi' an 710048 , China)
Abstract : Base on software DEFORM-3D, cutting force was simulated during the cutting process of a large diameter stainless steel bar peeling machine. The orthogonal experiment was designed based on infection fac-tors. The cutting factors include cutter speed and feeding rate and the diameter of the workpiece. With the range analysis of the main cutting forces, the influence extent of cutting factors on the main cutting force was obtained from large to small: the feed rate, cutter speed and the diameter of the workpiece. The optimal factor level combination was conclude the feed rate 0. 8mm/r , the rotational speed 50Or/min and the work piece diameter 200mm. The cutting force was F, = 18238. 99N calculated according to the optimal factor level combination, which was compared with the empirical value and verifies the effectiveness of the simula-tion. The cutting power was P, = 285. 96kW calculated from the optimum combination level. To provide an important reference for the design of large bar peeling machine.
Key words; large diameter stainless steel bar peeling machine; cutting force; orthogonal experiment; DE-FORM-3D
0
引言
随着现代制造业的发展，不锈钢棒料在挤压领域
得到了产泛的应用。为保证挤压件的质量，在进行挤压前的棒料也需要达到一定的精度要求：棒料直度最大不超过2mm/m，棒料公差为D*"，棒料圆度不超过公差的70%。故此，工业上一般采用剥皮机对棒料进行表面处理，得到尺寸和精度符合要求的棒料。
挤压坏料需求的不锈钢棒料直径一般都大于 200mm；而国内对于大型剥皮机（加工直径200mm以上)的研究与国外技术相比还存在相当大的差距。就国内研究来看，主要研究集中在加工直径小于200mm 的剥皮机上，且加工精度和自动化程度不高。例如，北京长盛兴业科贸公司生产的JS-WXC130，最大切削
收稿日期：20160822；修回日期：20160921
直径130mm，加工后的粗糙度R，≤3.2，只能实现半自动化生产。从国外的研究现状来看，对于大型剥皮机的研究技术已经比较成熟，在加工精度上能够满足工业生产的需要，且能够实现自动化生产。例如，兰德格拉美公司能够生产加工范围在Φ10mm~500mm的剥皮机，加工后成品的粗糙度可达到0.4um，加工精度达到h8/h9，并能实现装载和卸载过程完全自动化
为满足国内对于大直径圆钢棒料的加工精度要求，国内大型特钢公司只能选择购买国外大型剥皮机组"]。但是随之而来的设备价格昂贵，技术指导不便利等问题严重影响我国大直径棒料的价格与产量。为改变这一现状，研究大型剥皮机技术，使国产替代进口也成为剥皮机行业的发展趋势。
作者简介：祁志旭(1990—），男，河南信阳人，西安工程大学预士研究生，研究方向为机械设计及理论，（E-mail)310900129@q9-com；通讯作者：
成小乐（1976—），男，陕西延安人，西安工程大学教授，博士，研究方向为机械制造，（E-mail)exkcheng@sohu.com。
万方数据