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《金属切削中工件表层加工硬化模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、HO工具技术金属切削中工件表层加工硬化模拟李德宝合肥工业大学摘要：根据金属塑性理论，分析了金属切削变形区内的弹塑性应力场，拟定了金属在低速正交切削时工件表面产生加工硬化深度的预报准则；利用有限元软件%&’(’模拟出了金属切削的动态过程，同时获得已加工表面的加工硬化变形图及其数值解。关键词：金属切削，加工硬化，有限元法!"#$%&’"()(*!$+*&,-.(+/01&+2-)")34&$5-2678-’&%4$’’")3)*+,-./965’+&,’：0.1,2/345,45,/67/89,4.:;:.14*<8/69.4*/3，45,,:.14*<=;:.14*<146,11
2、8*,:2*345,9,4.:<>44*3?2,8/69.4*/3@/3,*12,1<6*-,2A%<6*4,6*/38/6;6,2*<4*3?45,1>68.<,5.62,3*3?2,;45*3:/B1;,,2/645/?/3.:<>44*3?*1B/6C,2/>4AD5,273.9*<;6/<,11/89,4.:<>44*3?*11*9>:.4,2-7>1*3?EFG1/84B.6,%&’(’A%445,1.9,4*9,，45,2,8/69.4*/3?6.;5*<1/81>68.<,5.62=,3*3?.32*413>9,6*<.:1/:>4*/3.6,/-4.*3,2A:
3、-7;(+25：9,4.:<>44*3?，5.62,3*3?，EFG层一定深度范围内将存在着弹塑性变形应力场。如<引言图H所示，曲线!和"为刃前区等应力线，其应力金属切削过程中，在已加工表面层内存在着强值分别记为!%和!0。假设!%等于工件材料的初烈的塑性变形，并伴有加工硬化现象发生。至今所始屈服强度，且!0I!%。当工件材料内的某一质点进行的大量的实验研究认为表面层加工硬化是刃前#向刀尖逼近时，其应力值将逐渐增加，一旦到达位区张应力、切削刃圆弧及后刀面对工件的挤压与摩置H，#点处的材料便进入屈服状态。随着#点向擦所致。但这些研究主要采用实验方法，缺少用数位置!的不断移动，其塑
4、性流动应力也将不断增加，值模拟来进行直观地描述和预报。本文应用金属塑并伴有加工硬化。+J+6>5、变形图。通过与理论计算结果进因此，加工硬化是沿实际应变线路积分所得的全部行比较，发现两者具有良好的一致性。塑性功$K的函数，可表达为!L%（$K）=加工硬化预报准则（H）{&2"&$KL!!’(’(在低速正交金属切削时，先可作如下假设：式中!&———应力偏量’(!工件材料为各向同性应变硬化的弹塑性体，&———应变偏量增量流动应力不受切削温度和应变速度的影响；2"’(因此，当用锋利刀具进行低速正交切削时，表面"切削过程形成连续的切屑，无积屑瘤存在，满足二维稳态平面应变条件；层加工硬化的深度必然等于刃前区塑形变形层的深度，其等效应力满足M/3=G*1,1屈服准则#切削刃绝对锋利。［
6、H］（)!，*）L!NN（+*）L"（!）弹性试验表明，当刀具切入工件形成切屑时，’(切入线上部的工件材料发生复杂的塑性变形，这种式中（)!’(，*）———屈服函数变形相应也扩展到切入线的下部。因此，在工件表!’(———应力张量*———硬化参数收稿日期：!""#年$月!———等效应力.DD7年第1I卷J7:9!（"）———材料硬化后的屈服极限相互影响又相互依赖的关系，因此在分析时应同时考虑，综合分析。理想的切削模拟分析应该是从刀具刚刚切入切削层时开始进行分析计算，直至切屑已经形成、切削过程已经成为一个稳定的塑性流动过程。图.是利用有限元分析软件?@ABA对刀具切削模拟后的网格变
7、形图，模型为正交自由切削。工图!金属切削变形区件被划分为:C9D个单元，刀具分成:DD个单元。工件底部约束)和*两个自由度，左侧约束)方向的自由度；刀具约束*方向的自由度。刀具在给定的速度和不同的位移边界条件下向左移动，通过计算软件的解算器进行综合计算。切屑与产生的已加工表面间的对应节点在初始时是联系在一起的，通过选取合适的分离准则为23$(45,*,,分离准则（等效图"有限元模拟单元变形图塑性应变）。随着刀具的移动，计算出对应节点的应#弹—塑性应力理论变，当等效塑性应变值达到分离准则值时，
