風(fēng)冷條件下淬硬鋼切削過程的仿真與試驗(yàn).pdf

1、制造業(yè)是世界范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素，制造業(yè)也是工業(yè)的基礎(chǔ)，制造業(yè)一直在尋找使生產(chǎn)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(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)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(shù)和基礎(chǔ)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(duì)環(huán)境問題越來越重視。同時(shí)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(guān)注。使用渦流管的風(fēng)冷卻切削技術(shù)已經(jīng)成為綠色制造中

2、的研究熱點(diǎn)內(nèi)容之一。因此，本文應(yīng)用渦流管進(jìn)行風(fēng)冷卻與干切削對(duì)比試驗(yàn)，分析風(fēng)冷卻的效果，并采用有限元軟件對(duì)切削過程進(jìn)行仿真分析。 本文首先結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，參考國內(nèi)外有關(guān)資料，對(duì)渦流管的制冷原理和能量分離過程進(jìn)行分析，構(gòu)建了渦流管風(fēng)冷卻系統(tǒng)。 其次使用PCBN刀具對(duì)高硬度材料GCr15軸承鋼進(jìn)行干切削及風(fēng)冷卻切削試驗(yàn)研究。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，風(fēng)冷卻與干切削相比，其對(duì)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(yīng)，使得風(fēng)冷卻的切削力比干切削切削力大；冷風(fēng)加快了切削熱在工件、切屑和刀具之間的傳導(dǎo)，使切削區(qū)溫度降低，進(jìn)一步減小刀具磨損，提高了已加工表面質(zhì)量；風(fēng)冷卻切削時(shí)工件材料局部冷脆，有利于切屑的剪切斷裂，降低了切削負(fù)荷，切屑變形大。 最后，本文建立了一個(gè)聚晶立方氮化硼刀具在風(fēng)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(duì)干式切削，風(fēng)冷切削進(jìn)行了建模仿真，有限元仿真分析得到了風(fēng)冷條件下切削過程的應(yīng)力分布、溫