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《PCBN刀具硬態(tài)干式切削AISI4340鋼的有限元仿真.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第230O1卷3年第8月4期特種結(jié)構(gòu)V01．3ONo．4Aug．2013PCBN刀具硬態(tài)干式切削AISI4340鋼的有限元仿真王瑞哲張萬鵬(1．蘭州理工大學機電工程學院730050；2．沈陽機床股份有限公司110042)(1．SchoolofElectricalandMechanicalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，730050；2．ShenyangMachineToolCo．，Ltd．，110042)[摘要】PCBN刀具硬態(tài)干式切削是一種新的切削加工技術，應用廣泛。本文在二維切削簡化模
2、型的基礎上，研究了有限元仿真關鍵技術，并結(jié)合ABAQUS通用有限元程序的特點和實際切削工況，對AISI4340鋼硬態(tài)切削過程進行仿真。在一定的切削用量下，模擬獲取并分析了等效應力、等效塑性應變云圖、切削力變化曲線以及切屑的溫度場分布。該方法很好地彌補了傳統(tǒng)試驗方案的缺陷，成為研究硬態(tài)干式切削機理的有效方法?！娟P鍵詞】硬態(tài)干式切削等效應力等效塑性應變切削力溫度場ABSTRACT：PCBNcuttingtoolsharddrycuttingisanewkindofmachiningprocessandiswidelyused．Inthisthe
3、sis,onthebasisofthesimplifed2Dmodelthekeytechnologyofthesimulationwasstudiedprofoundly．AndcombinedwiththecharacterofABAQUS,theactualmachiningconditionandthesimulationofhard-drycuttinginsteelAISI4340wereachievedinABAQUS．Cuttingstress,cuttingstrain，thedistributionofcuttingfo
4、rceandtemperaturefieldwereobtainedunderthecertainnumberofcuttingparameter．Thismethodwouldbecomeaneffectivewaytostudymechanismofhard-drycutting．KEYWORDS：Hard-drycuttingEquivalentstressEquivalentplasticstrainCuttingforceTemperaturefield引言1硬態(tài)干式切削模型的建立硬態(tài)干式切削是指不采用切削液把硬度大于1．1幾何模
5、型簡化50HRC的淬硬鋼零件的切削作為最終精加工的實際硬態(tài)切削加工模型的幾何形狀的復雜工藝方法。PCBN刀具具有較高的硬度和耐磨性，性影響在軟件中的建模，因此在模擬中假設切削在高溫下具有不與鐵族金屬起反應的化學惰性，厚度遠遠小于切削寬度，并且在切削深度方向因此主要用于高硬度材料及難加工材料的切削上，切屑在切削刃上各點的應變狀態(tài)、流經(jīng)方向加工。隨著市場競爭加劇，需要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)大致相同。基于以上假設，將實體模型進行合理量和縮短交付周期，客觀上促進硬態(tài)干式切削技的簡化和假設。將硬態(tài)干式切削加工模型簡化成術的發(fā)展應用。硬加工和干切削在特種材料加
6、工為更簡單的平面正交切削模型，簡化后的模擬精以及特種結(jié)構(gòu)零件加工應用上都要求快速發(fā)展。度影響不是很大[4】。簡化后的模型如圖1所示。近幾年計算機技術快速發(fā)展，在切削加工中運用有限元技術，模擬仿真出的結(jié)果比較直觀，在實具踐中有較高的利用價值，不僅可以了解與切削加。工質(zhì)量相關的各種因素之間的關系，而且可以進]件一步理解金屬切削機理[1-310本文研究借助大型通用有限元軟件ABAQUS圖1工件模型優(yōu)越的非線性分析技術，對硬態(tài)干式切削進行動rig．1Workpiec~model態(tài)仿真。在簡化的二維幾何模型基礎上，重點對1．2材料模型建立應力場、應變
7、場、溫度場以及切削力進行了分析。材料模型通常表示為應力、應變以及相應的所得結(jié)果對實際加工過程具有一定的參考價值。應變率、溫度以及工件硬化作用函數(shù)。本文研究一111—2013年第4期中工件模型采用Johnson—Cook模型，其本構(gòu)方的影響。所以想要得到更為準確的仿真結(jié)果，需程表達式如式(1)所示。要掌握符合實際的接觸摩擦類型。表3切削仿真過程中的相關參數(shù)Tab．3Relatedparametersinthe(丁=[A+B()]∽，㈣processofcattingsimulationE0未變形切屑厚度(mm)切削速度(m／s)刀具前角0．5
8、407。式中：為等效塑性應力；占為等效塑性應變；刀具后角鈍圓半徑(mm)摩擦系數(shù)為塑性應變率；為初始塑性應變率；T為5。O．020．5材料熔點；T為室溫；A為初始屈服應力；B為硬
