干式硬態(tài)車削Cr12MoV表面殘余應力的仿真研究.pdf

1、干式硬態(tài)車削加工時，已加工表面受高溫、高壓以及高應變率的影響，發(fā)生塑性變形，會在工件表面產(chǎn)生殘余應力，對工件機械性能和疲勞壽命影響很大。已加工表面殘余應力的形成是一個受多因素影響的復雜過程，不同的切削參數(shù)、不同的材料硬度都會影響到殘余應力的形成和分布，為揭示殘余應力的產(chǎn)生及分布規(guī)律，需要結合理論和試驗，對其不同影響因素進行深入分析和研究。由于干式硬態(tài)車削試驗中，需要多次試驗采集數(shù)據(jù)分析，對刀具、工件材料消耗很大，試驗成本較高。隨著有限元

2、法在金屬切削加工以及殘余應力建模仿真中的廣泛應用，利用ABAQUS等有限元軟件進行模擬試驗，不僅省時省力、節(jié)約成本，而且表現(xiàn)力強、可靠性高，具有實際的參考價值。
　　殘余應力作為已加工表面質量的重要影響指標，對其產(chǎn)生過程及分布規(guī)律進行深入研究和揭示，可為合理選擇切削參數(shù)、提高工件表面質量提供重要的理論依據(jù)。本論文通過對干式硬態(tài)車削Cr12MoV表面殘余應力進行有限元仿真分析，揭示了不同因素對工件表面殘余應力大小及分布的影響機理，并

3、提出了最優(yōu)切削方案。主要工作內容和研究成果如下：
　　（1）進行了SHPB試驗，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和Johnson-Cook本構方程，計算出了Cr12MoV材料不同淬硬狀態(tài)對應的A、B、C、m、n模型參數(shù)值，并運用ABAQUS有限元分析軟件，建立了PCBN刀具切削Cr12MoV的干式硬態(tài)車削模型。
　?。?）采用單因素正交試驗設計法，進行了干式硬態(tài)車削Cr12MoV的有限元仿真試驗，對其加工表面殘余應力進行分析，揭示了不同材料淬硬

4、程度、不同切削參數(shù)對已加工表面殘余應力大小及分布的影響規(guī)律。
　?。?）通過多因素正交試驗設計，對不同切削參數(shù)進行了優(yōu)化分析，提出了最優(yōu)切削方案，并通過干式硬態(tài)車削實驗對優(yōu)化結果進行了驗證。
　　研究結果表明：在一定工件層深范圍內，干式硬態(tài)車削Cr12MoV表面0～0.16mm處均出現(xiàn)了殘余壓應力，且隨著表面層深的遞增，殘余壓應力先是逐漸增大，后又逐漸減小，最后趨近于0；在選取的5種不同影響因子中，隨著工件硬度、背吃刀量、刀