高速切削過程的仿真和剪切角規(guī)律的研究.pdf

1、高速切削(HSC)是近二十年來迅速發(fā)展起來的一項新技術，被視為21世紀切削加工領域研究與應用的主流方向。目前由于高速切削機理還未有定論，絕大多數的研究基本上是在實驗的基礎上進行的。由于高速切削設備非常昂貴，同時采集獲取切削過程中的切削力、切削熱、應力和應變信息存在很大的難度而且金錢和時間花費巨大，這些因素大大的限制了高速切削技術的研究和推廣。 隨著計算機技術的飛速發(fā)展，以有限單元法為代表的數值方法來模擬材料成形加工過程的技術已經

2、趨于成熟，通過有限元仿真的方法來模擬高速切削過程可以更加直觀的了解高速切削過程中變形機理，同時大大節(jié)省研究的成本和時間，因此數值模擬方法極有可能成為未來研究高速切削技術的一個重要的手段。 本論文通過研究高速切削有限元仿真中一些關鍵技術，建立合理的高速切削有限元模型，并在此模型基礎上對切削過程中第一變形區(qū)的剪切角和應變硬化層變化規(guī)律進行了研究。本文首先研究了韌性斷裂模型對于高速切削模擬結果的影響；對前刀面上刀—屑摩擦機理進行分析，

3、在原有分段摩擦模型的基礎上進行了改進，提出了另外兩種改進后的摩擦模型，并分析了不同摩擦模型對于仿真結果的影響；同時還分析了不同刀尖鈍角對于仿真切削力以及進給抗力的影響。 通過上述幾部分的研究建立起一個比較合理的有限元模型，在這個模型的基礎上研究了高速切削過程中各種參數對于剪切角的影響，同時結合金屬切削力學理論，研究了高速切削狀態(tài)下剪切角與摩擦角以及刀具前角間的關系。然后在Oxley材料應變強化切削模型基礎上，通過分析不同切削速度