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《涂層刀具硬態(tài)車削h13鋼溫度場模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、２０工具技術(shù)涂層刀具硬態(tài)車削Ｈ１３鋼溫度場模擬研究杜倩倩，付秀麗，謝安冉，潘永智濟南大學摘要：基于有限元方法建立了Ｈ１３鋼硬態(tài)車削的仿真模型，應(yīng)用ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３涂層刀具對硬態(tài)切削Ｈ１３鋼在切削速度１００－４００ｍ／ｍｉｎ范圍內(nèi)的切削溫度進行了模擬研究，重點分析了刀具前刀面上關(guān)鍵點的溫度變化趨勢及切削速度對該點溫度的影響。仿真結(jié)果表明：涂層材料對切削溫度產(chǎn)生一定影響，ＴｉＣ涂層刀具切削時溫度最低；切削速度對切削溫度有直接影響，切削速度越高，切削溫度越高，越容易形成鋸齒形切屑；刀具前刀面溫度最高點出現(xiàn)在前刀面靠近刀尖的一點，即容易形成月牙洼磨損的位置。關(guān)鍵詞：
2、涂層刀具；硬態(tài)切削；溫度場；有限元仿真中圖分類號：ＴＧ５０６；ＴＨ１６１．４文獻標志碼：ＡＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇＨａｒｄＣｕｔｔｉｎｇＨ１３ＳｔｅｅｌｗｉｔｈＣｏａｔｅｄＴｏｏｌｓＤｕＱｉａｎｑｉａｎ，ＦｕＸｉｕｌｉ，ＸｉｅＡｎｒａｎ，ＰａｎＹｏｎｇｚｈｉＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｈａｒｄｃｕｔｔｉｎｇＨ１３ｓｔｅｅｌｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｃｕｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｓｂｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎ
3、ｔｔｏｏｌｓｃｏａｔｉｎｇ（ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＴｉＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３）ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄ（１００－４００ｍ／ｍｉｎ）．Ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅｎｄｓｏｆｋｅｙｐｏｉｎｔｏｎｔｈｅｒａｋｅｆａｃｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｆｏｌｌｏｗｓ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｌｏｗｅｓｔｗｈｅｎｕｓｅＴｉＣｃｏａｔｉｎｇｔｏｏｌ．Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｈａｓｄｉｒｅｃｔｉｍｐａｃｔｏｎｃｕｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｃｕｔ
4、ｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｅａｓｉｅｒｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｒｒａｔｅｄｃｈｉｐ．Ｐｅａｋｏｆｔｏｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｐｐｅａｒｅｄｏｎｔｈｅｒａｋｅｆａｃｅｎｅａｒｔｈｅｔｉｐｔｈａｔｉｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｒａｔｅｒｗｅａｒｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｔｅｄｔｏｏｌ；ｈａｒｄ－ｄｒｙｃｕｔｔｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ＦＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ涂層材料的選擇還沒有系統(tǒng)的理論依據(jù)支撐，刀具!引言涂層材料在加工過程中由于切削熱而引起的磨損和［１］Ｈ１３鋼，即４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１鋼，具有高的淬
5、透性失效方面的研究有待深入。因此，對不同涂層刀具和抗熱裂能力，廣泛用于制造沖擊載荷大的鍛模，熱硬態(tài)車削Ｈ１３鋼切削溫度的研究具有一定的工程擠壓模，鋁、銅及其合金壓鑄模。從切削性能來看，應(yīng)用價值。Ｈ１３鋼因?qū)嵯禂?shù)小，工件散熱慢，切削過程中會產(chǎn)硬態(tài)車削過程受多種因素影響，涉及彈性力學、［８－１０］生大量的熱，刀具磨損嚴重。硬態(tài)切削是指把淬火塑性力學、斷裂力學以及摩擦學和熱力學。應(yīng)鋼零件的車削作為最終精加工工序，且在加工中不用傳統(tǒng)分析方法對切削過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及溫度［２］使用切削液的一種新工藝方法。目前Ｈ１３鋼多進行分析計算量大，難度高。目前，金屬切削加工過［３］采用硬態(tài)車削，最高
6、切削速度在３５０－４００ｍ／ｍｉｎ。程模擬仿真方法日趨成熟［１１］，特別在計算應(yīng)力、應(yīng)［４］在刀具上添加涂層可以有效降低切削溫度，變、應(yīng)變率和分析切削過程中溫度場分布等很多問涂層材料被涂覆在刀具基體上并與之相結(jié)合，刀具題上有獨特的優(yōu)勢［１２，１３］。本文主要應(yīng)用Ａｄｖａｎｔ耐磨性和切削性能被提高的同時，仍能保持基體本ＥｄｇｅＦＥＭ軟件對不同涂層刀具（ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＴｉＡｌＮ，身的韌性，從而有效改善工件與刀具之間的摩擦，保Ａｌ２Ｏ３）硬態(tài)切削Ｈ１３鋼的切削過程中溫度場的分［５］護刀具基體并提高刀具壽命。目前ＴｉＮ、ＴｉＣ、布規(guī)律及影響因素進行了模擬分析，為模具鋼硬態(tài)［６，７］Ｔ
7、ｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等涂層刀具已廣泛應(yīng)用于模具鋼切削工藝參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。的硬態(tài)切削中。硬態(tài)切削作為一種新的切削工藝，還沒有完整"有限元模型的建立的切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫來保證表面質(zhì)量和加工精度，對基于微分幾何理論，將三維硬態(tài)車削模型簡化為二維模型，簡化原理如圖１所示。通過Ａｄｖａｎｔ基金項目：國家自然科學基金青年基金項目（５１１０５１７２）；山東省自ＥｄｇｅＦＥＭ軟件建立了硬態(tài)車削Ｈ１３鋼的２Ｄ模型，然基金項目（ＺＲ２０１５ＥＬ０２８）收稿日期：２０１５年１０月應(yīng)用動態(tài)自適應(yīng)網(wǎng)格劃
