干切削表面殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、干式切削條件下，由于缺乏切削液冷卻、潤(rùn)滑、清洗、排屑作用，切削區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量切削熱而無(wú)法散發(fā)，導(dǎo)致切削溫度和切削力大幅上升，刀具磨損加劇，工件表面更容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而表面殘余應(yīng)力的狀態(tài)、大小及分布情況對(duì)工件強(qiáng)度、耐腐蝕性能及使用壽命，以及幾何尺寸穩(wěn)定性具有重要影響。因此研究干式切削表面殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)表面殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)和控制對(duì)提高加工質(zhì)量和加工效率具有重要意義。
　　本文基于切削理論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究與有限元模擬，分析了干式切削過程

2、中加工表面殘余應(yīng)力的影響因素及影響規(guī)律，主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　一、進(jìn)行干式銑削實(shí)驗(yàn)，并采用壓痕法測(cè)量表面殘余應(yīng)力，分析切削參數(shù)、加工材料對(duì)加工表面殘余應(yīng)力的影響，結(jié)果表明：干式切削時(shí)，45鋼和SKD11表面容易產(chǎn)生表面殘余拉應(yīng)力，鋁合金表面容易產(chǎn)生表面殘余壓應(yīng)力；低速度切削下，加工表面殘余應(yīng)力將會(huì)隨著進(jìn)給量的增加而減少，隨切削深度的增加而增加，而高速條件下，進(jìn)給量的增加會(huì)引起表面殘余應(yīng)力略微減小，切削深度的增加將會(huì)引起表面殘余應(yīng)

3、力先增大再減小。
　　二、研究了刀具涂層、刀具幾何尺寸對(duì)加工殘余應(yīng)力的影響，結(jié)果表明：含Al的TiAlN、TiAlSiN涂層刀具耐磨性好，加工表面殘余應(yīng)力較低；低速條件下45°螺旋角刀具加工表面殘余拉應(yīng)力較低， 高速條件下30°螺旋角刀具加工表面殘余拉應(yīng)力較低；4刃銑刀加工表面殘余應(yīng)力會(huì)隨著切削速度的增大而增大，2、3刃銑刀加工表面殘余應(yīng)力會(huì)隨著切削速度的增大而減小。
　　三、采用不同磨損狀態(tài)的刀具進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，研

4、究了刀具磨損對(duì)加工表面殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明：刀具的磨損初期會(huì)引起較大的表面殘余拉應(yīng)力，但磨損量達(dá)到一定程度后，表面殘余拉應(yīng)力將會(huì)隨之減小。
　　四、采用非線性有限元軟件Deform建立干式切削表面殘余應(yīng)力有限元模型，研究不同工件材料、不同加工參數(shù)下的加工表面殘余應(yīng)力、溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的變化過程，分析材料物理特性和切削參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響，結(jié)果表明：工件材料強(qiáng)度、硬度越高，則切削溫度越高，表面更容易產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力；切削速度的提高會(huì)