硬質(zhì)合金刀具粘結(jié)破損熱力學(xué)分析及熵產(chǎn)生模型建立.pdf

1、2.25Cr1Mo0.25V鋼是我國石油工業(yè)生產(chǎn)中使用的核心設(shè)備加氫反應(yīng)器筒節(jié)的重要金屬材料，2.25Cr1Mo0.25V具有強(qiáng)度高、塑性好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常難加工的材料，刀具破損現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率的提高與生產(chǎn)成本的控制。本文依托國家自然科學(xué)基金(課題編號：51075109)“高效重型切削筒節(jié)材料刀具粘結(jié)破損機(jī)理研究”，針對硬質(zhì)合金刀具切削2.25CrlMo0.25V過程中刀具粘結(jié)破損嚴(yán)重問題，利用熱力學(xué)理論對刀具的粘

2、結(jié)破損進(jìn)行分析研究。
　　首先，搭建了以工件材料為2.25Cr1Mo0.25V鋼的切削實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行了硬質(zhì)合金刀具粘結(jié)破損對比實(shí)驗(yàn)，從中選擇出了粘結(jié)破損更為嚴(yán)重的YG8刀具；分析了刀-屑接觸狀態(tài)，建立了刀-屑接觸面積的計算公式；根據(jù)切削力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了切削力經(jīng)驗(yàn)公式，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　其次，根據(jù)切削熱的傳導(dǎo)模型計算出了傳入刀具的熱流密度；分析了刀具材料和切削參數(shù)對切削溫度的影響規(guī)律；通過 Thirdwave有限元仿

3、真軟件，對刀具溫度場進(jìn)行了仿真分析，并獲得了刀具前刀面的溫度分布，發(fā)現(xiàn)距切削刃大約0.5mm處時切削溫度達(dá)到最大值，為研究切削溫度對粘結(jié)破損的影響規(guī)律提供了基礎(chǔ)。
　　最后，簡要分析了硬質(zhì)合金刀具粘結(jié)破損的形成條件和形成過程，并分析了切削溫度和微裂紋對粘結(jié)破損的影響；通過建立的粘結(jié)破損吉布斯自由能函數(shù)對粘結(jié)破損進(jìn)行熱力學(xué)分析，建立了刀具粘結(jié)破損深度和粘結(jié)吉布斯自由能之間的關(guān)系式。根據(jù)最小熵產(chǎn)生原理建立了塑性變形區(qū)和刀-屑接觸區(qū)的熵