干式车削淬硬钢的摩擦特性有限元仿真研究

题名	干式车削淬硬钢的摩擦特性有限元仿真研究
作者	吕钊
导师	沈浩
答辩日期	2016
学位名称	硕士
关键词	PCBN刀具干式硬态切削有限元仿真摩擦系数
摘要	为适应全球日益高涨的环保要求和可持续发展战略的需要,人们开始逐渐关注一项绿色切削加工技术——“干切削技术”。干切削技术的绿色化主要集中体现在不使用切削液,从而彻底消除切削液污染,实现清洁化生产的目的。目前在机械加工领域主要应用在“以切代磨”的干式硬态切削加工技术上,典型代表是用PCBN刀具干式车削高硬度材料。目前我国在PCBN刀具切削高硬度材料的研究主要集中在对切削力,切削温度,刀具磨损和已加工表面完整性(已加工表面硬度、残余应力、表面粗糙度等)等方面的研究。但在干式硬态切削过程中通过摩擦特性变化规律进行机理解释研究较少,尤其是摩擦特性对切削要素(如切削力、切削热和刀具磨损等)的影响规律未作深入全面研究。切削过程中的摩擦会在切屑、刀具和工件中引起温度、应力及应变等物理量的重新分布。由于这些物理量之间的相互耦合使工件产生热塑性变形和粘着效应,会对切削力和切削温度产生很大影响。同时,由刀—屑摩擦产生的切削热将直接影响刀具的磨损和耐用度,并影响工件的加工精度和表面质量。本课题是以PCBN刀具干式车削Cr12Mo V(淬硬合金钢)为研究对象,通过Advant Edge FEM和DEFORM-3D两种有限元仿真模拟干式硬态切削仿真过程分析,以屑—刀接触面的摩擦系数为研究目标。研究了不同的屑—刀摩擦系数对切削力和切削温度的影响规律及作用机理;研究了不同淬硬状态下(不同工件硬度)的工件对屑—刀接触面的切削力和切削温度的影响规律以及对刀具磨损的预测,并结合摩擦系数的变化规律探索了刀具磨损的作用机理。本文的主要研究内容包括以下几点:(1)通过使用DEFORM-3D有限元仿真软件模拟仿真不同屑—刀摩擦系数下的PCBN刀具车削Cr12Mo V工件,研究了不同屑—刀接触面上的摩擦系数对屑—刀接触面的切削力和切削温度的影响规律和作用机理。(2)通过使用Advant Edge FEM有限元仿真软件模拟仿真同型号下的PCBN刀具车削不同硬度的Cr12Mo V工件,研究了不同工件硬度对屑—刀接触面上的切削力和切削温度的影响规律以及对刀具磨损的预测。结合仿真实验结果分析和理论指导,分析了工件硬度对屑—刀接触面上摩擦系数的作用机理,并通过摩擦系数的变化规律分析了切削力、切削温度和刀具磨损的变化规律。(3)通过车削实验分析不同硬度下的工件对切削力、切削温度和摩擦系数的影响规律和作用机理。同时与Advant Edge FEM模拟数据作对比,验证模拟数据规律的真实可靠性。
页数	71
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TG51
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91381
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	吕钊. 干式车削淬硬钢的摩擦特性有限元仿真研究[D],2016.