基于Deform的GCr15鋼通電加熱硬切削模擬仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品零部件性能要求的提高，許多新型的難加工材料被研究者發(fā)現(xiàn)并生產(chǎn)了出來，因?yàn)樾滦偷碾y加工材料具有較高的硬度，致使切削時(shí)較大的切削力，較高加工區(qū)域內(nèi)溫度的產(chǎn)生，這些問題導(dǎo)致了切削刀具的磨損情況加重，刀具使用壽命降低，且加工后的工件表面質(zhì)量不高，切削效率低，因此采用新的切削加工方法，提出降低硬切削刀具磨損和提高工件質(zhì)量的綠色制造新方法和理論，通過仿真實(shí)驗(yàn)揭示切削參數(shù)對(duì)切削過程的影響，確定通電加熱切削的關(guān)鍵因素—切削電

2、流，提出新的主切削力經(jīng)驗(yàn)公式，有非常重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。
　　本文基于Deform研究了(通電加熱切削條件下)刀具前角φ、切削速度V、進(jìn)給量f、工件初始溫度T等對(duì)主切削力、接觸區(qū)溫度、刀具磨損量的影響，確定了YT726切削GCr15的最佳電流以及主切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。剖析了通電加熱切削降低工件切削難度的原理，通過對(duì)加熱電阻的分析，對(duì)比已經(jīng)存在的加熱電阻模型，選擇了一種較優(yōu)的電阻模型作為本課題的加熱電阻模型。除此外本課題還詳細(xì)介

3、紹了材料的本構(gòu)模型、磨損模型、摩擦模型等相關(guān)理論知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際情況選擇了仿真所需的相關(guān)模型及參數(shù)。經(jīng)過仿真試驗(yàn)研究，論文得出了如下主要結(jié)論：
　　（1）增大刀具前角、切削速度、工件初始溫度，主切削力反而降低；增加進(jìn)給量，主切削力也逐漸增加。主要原因是刀具前角增加工件切削層的塑性變形減弱，接觸區(qū)的摩擦力降低；切削區(qū)溫度的增加，降低了加工區(qū)的強(qiáng)度，主切削力降低。
　　（2）切削區(qū)溫度隨切削速度、進(jìn)給量、工件初始溫度的升高而升高

4、，隨刀具前角的增大而降低，最大的原因是刀具前角度數(shù)的增加，產(chǎn)生的切屑變形減弱，同時(shí)切削熱減少，所以切削區(qū)的溫度降低；隨著切削速度的增加，導(dǎo)致切削過程中產(chǎn)生的熱不能及時(shí)的隨切屑帶走，而且切削熱來不及向刀具傳遞，因而切削溫度升高。
　?。?）刀具磨損隨刀具前角、切削速度、進(jìn)給量的增加也逐漸加大，隨工件初始溫度升高而減少，最大原因是過高的溫度導(dǎo)致強(qiáng)度較高的刀具材料中的鈷元素流失，而工件材料中的鐵、碳元素向刀具材料擴(kuò)散，降低了刀具材料的強(qiáng)