干式車削淬硬鋼的摩擦特性有限元仿真研究.pdf

1、為適應全球日益高漲的環(huán)保要求和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，人們開始逐漸關注一項綠色切削加工技術——“干切削技術”。干切削技術的綠色化主要集中體現(xiàn)在不使用切削液，從而徹底消除切削液污染，實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的目的。目前在機械加工領域主要應用在“以切代磨”的干式硬態(tài)切削加工技術上，典型代表是用PCBN刀具干式車削高硬度材料。目前我國在PCBN刀具切削高硬度材料的研究主要集中在對切削力，切削溫度，刀具磨損和已加工表面完整性（已加工表面硬度、殘余應力、表面

2、粗糙度等）等方面的研究。但在干式硬態(tài)切削過程中通過摩擦特性變化規(guī)律進行機理解釋研究較少，尤其是摩擦特性對切削要素（如切削力、切削熱和刀具磨損等）的影響規(guī)律未作深入全面研究。切削過程中的摩擦會在切屑、刀具和工件中引起溫度、應力及應變等物理量的重新分布。由于這些物理量之間的相互耦合使工件產(chǎn)生熱塑性變形和粘著效應，會對切削力和切削溫度產(chǎn)生很大影響。同時，由刀—屑摩擦產(chǎn)生的切削熱將直接影響刀具的磨損和耐用度，并影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。

3、r>　　本課題是以PCBN刀具干式車削Cr12MoV（淬硬合金鋼）為研究對象，通過AdvantEdge FEM和 DEFORM-3D兩種有限元仿真模擬干式硬態(tài)切削仿真過程分析，以屑—刀接觸面的摩擦系數(shù)為研究目標。研究了不同的屑—刀摩擦系數(shù)對切削力和切削溫度的影響規(guī)律及作用機理；研究了不同淬硬狀態(tài)下（不同工件硬度）的工件對屑—刀接觸面的切削力和切削溫度的影響規(guī)律以及對刀具磨損的預測，并結合摩擦系數(shù)的變化規(guī)律探索了刀具磨損的作用機理。本文的

4、主要研究內(nèi)容包括以下幾點：
　?。?）通過使用DEFORM-3D有限元仿真軟件模擬仿真不同屑—刀摩擦系數(shù)下的PCBN刀具車削 Cr12MoV工件，研究了不同屑—刀接觸面上的摩擦系數(shù)對屑—刀接觸面的切削力和切削溫度的影響規(guī)律和作用機理。
　?。?）通過使用 AdvantEdge FEM有限元仿真軟件模擬仿真同型號下的PCBN刀具車削不同硬度的Cr12MoV工件，研究了不同工件硬度對屑—刀接觸面上的切削力和切削溫度的影響規(guī)律以及