風冷條件下淬硬鋼切削過程的仿真與試驗.pdf

1、制造業(yè)是世界范圍內經濟增長的重要因素，制造業(yè)也是工業(yè)的基礎，制造業(yè)一直在尋找使生產成本降低的方法和提高現(xiàn)存工藝的效率。而切削加工是先進制造技術的一個重要組成部分，切削加工是汽車、航空航天、能源、模具等制造業(yè)中主要的加工技術和基礎工藝，所以在切削加工中我們也要尋找降低成本提高效率的方法，但隨著全球環(huán)境的日益惡化，人們對環(huán)境問題越來越重視。同時可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，使得綠色制造得到越來越多的關注。使用渦流管的風冷卻切削技術已經成為綠色制造中

2、的研究熱點內容之一。因此，本文應用渦流管進行風冷卻與干切削對比試驗，分析風冷卻的效果，并采用有限元軟件對切削過程進行仿真分析。 本文首先結合生產實際，參考國內外有關資料，對渦流管的制冷原理和能量分離過程進行分析，構建了渦流管風冷卻系統(tǒng)。 其次使用PCBN刀具對高硬度材料GCr15軸承鋼進行干切削及風冷卻切削試驗研究。分析實驗結果表明，風冷卻與干切削相比，其對切削過程中切削力、切削溫度、切屑形成過程等方面均有影響：由于金屬

3、軟化效應，使得風冷卻的切削力比干切削切削力大；冷風加快了切削熱在工件、切屑和刀具之間的傳導，使切削區(qū)溫度降低，進一步減小刀具磨損，提高了已加工表面質量；風冷卻切削時工件材料局部冷脆，有利于切屑的剪切斷裂，降低了切削負荷，切屑變形大。 最后，本文建立了一個聚晶立方氮化硼刀具在風冷條件下切削淬硬鋼的有限元分析模型。利用有限元軟件DEFORM-3D對干式切削，風冷切削進行了建模仿真，有限元仿真分析得到了風冷條件下切削過程的應力分布、溫