基于有限元方法的GH4169車削過程刀具磨損仿真及試驗研究.pdf

1、鎳基高溫合金由于在600℃及以上的高溫條件下仍具備較高的強度以及良好的穩(wěn)定性、抗疲勞性，因此廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機盤環(huán)軸類零件中。鎳基高溫合金切削加工過程中的導(dǎo)熱性差、加工硬化傾向大等加工特點嚴重影響了刀具壽命、已加工表面質(zhì)量、加工成本及效率。因此，研究鎳基高溫合金切削用涂層硬質(zhì)合金刀具的磨損規(guī)律及分布情況對航空發(fā)動機盤環(huán)軸類零件的實際加工具有重要意義。
　　基于UG NX8.5建立了精確的MJ槽型硬質(zhì)合金刀片以及不同磨損程度的刀片

2、幾何模型。結(jié)合有限元仿真關(guān)鍵技術(shù):材料本構(gòu)模型、分離準則、網(wǎng)格劃分技術(shù)等，采用有限元仿真軟件DEFORM-3D建立了GH4169車削過程三維有限元仿真熱力耦合模型。基于有限元的方法獲得了不同切削參數(shù)下車削過程中切削力的變化規(guī)律，切削溫度、刀具磨損的分布情況，分析了刀具磨損程度對切削力和切削溫度的影響規(guī)律。
　　對比涂層硬質(zhì)合金刀具車削GH4169單因素試驗所獲得的切削力、前刀面磨損形貌等結(jié)果，對所建立的仿真模型進行了驗證。分析了不

3、同切削參數(shù)下切削力、后刀面磨損量以及切屑形狀的變化規(guī)律。分析了特定切削參數(shù)下的刀具磨損過程，確定了該切削參數(shù)下的刀具壽命，并進一步分析了刀具磨損程度對切削力的影響。
　　為了優(yōu)化刀具幾何參數(shù)及槽型，采用有限元仿真軟件DEFORM-2D建立了高溫合金GH4169車削過程二維正交切削有限元仿真熱力耦合模型。分析了刀具前角、后角、刃口鈍圓半徑以及槽型對切削力、切削溫度及刀具磨損的影響，并以最小刀具磨損量為目標對所選的刀具幾何參數(shù)以及刀具