硬態(tài)車(chē)削數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超硬材料在很多行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,但由于其加工過(guò)程切削力大、切削溫度高、刀具磨損快等原因,導(dǎo)致加工超硬材料成本高、效率低。淬硬鋼作為典型的超硬材料,一般采用磨削加工,加工過(guò)程效率低、環(huán)境影響大,硬態(tài)車(chē)削具有加工性好、精度高、費(fèi)用低且綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可代替磨削加工淬硬鋼。但作為一個(gè)新興金屬切削加工工藝方式,目前對(duì)硬態(tài)車(chē)削機(jī)理研究不夠深入,加工過(guò)程中還存在諸多問(wèn)題,需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)其加工過(guò)程進(jìn)行研究。隨著數(shù)值仿真技術(shù)的快速發(fā)展,有限元方法

2、(Finite Element Method)在金屬切削領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,因此可以使用有限元法代替部分切削實(shí)驗(yàn)對(duì)硬態(tài)車(chē)削過(guò)程進(jìn)行研究。
　　本文以金屬切削理論為基礎(chǔ),結(jié)合有限元仿真技術(shù),利用金屬切削仿真軟件AdvantEdge FEM建立硬態(tài)車(chē)削三維模型,對(duì)車(chē)削淬火鋼H13過(guò)程的切削力與切削溫度進(jìn)行分析,探討切削力和切削溫度的變化規(guī)律。在模擬過(guò)程使用正交回歸法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,以切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量為試驗(yàn)因素,切削力和切

3、削溫度為試驗(yàn)指標(biāo),得到切削力和切削溫度的經(jīng)驗(yàn)公式。為驗(yàn)證試驗(yàn)方案的可靠性,對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),結(jié)果表明回歸方程具有較高的置信度,試驗(yàn)方案可靠。同時(shí)采用單因素分析方法,分析切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量變化對(duì)切削力和切削溫度的影響趨勢(shì),進(jìn)一步研究硬態(tài)車(chē)削機(jī)理。
　　為驗(yàn)證AdvantEdge FEM三維模型仿真數(shù)值的準(zhǔn)確性,采用硬質(zhì)合金涂層刀具在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行車(chē)削H13淬火鋼的切削力和切削溫度實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析