PDC刀具切削硅铝合金的有限元模拟分析
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法 。应用 有 限元 方法 可 以模拟切 屑 的形成 过 程 ， 究 研
工件 工作状 况 ， 少与 实验 必 要 对 工 件 材 料 、 具 特 性 、 削 过 程 变 化 进 行 刀 切
模拟 和分 析 ， 为工件 材料 性 能和 刀具 匹配 的改 进方 向 提供 依据 。
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基 金 项 目 ： 科 青 ０ ９ ０７ 桂 ９ １ ８
考虑 到刀 具 与工件 材料 的物理 学特性 ， 对切 削加 工 的二维模 型 进行 有 限元 数 值 模 拟 。利用 有 限元 软
①
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — １ ２ １— ５ ０
作 者 简 介 ： 吉 福 ， ， ９ ３年 ， 西 桂 林 人 ， 要 从 事 超 硬 材 料 和 有 色 金 属 资 源 深加 工 研 究 。 表 论 文 ２ 冯 男 １７ 广 主 发 Ｏ余 篇 。
１ 引 言
切 削 过程 是 一个 复杂 的工艺 过程 ， 它不 但涉 及 弹 性 力学 、 性力 学 、 塑 断裂 力学 ， 而且 还 与摩擦 学 和热力 学 等相 关 ， 削质 量受 到 刀具形状 、 削用 量 、 削热 切 切 切 和刀具 磨 损等 众 多 因素 的影 响 。为 了理 解 切 削 过 程 发 生 的变 化 ， 计 算 机进行 模拟研 究 是一 种重要 的方 用
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第 ２ ４卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
超 硬 材 料 工 程
Ｓ ＵＰＥＲＨＡＲＤ ＡＴＥＲＩ Ｍ ＡＬ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
Ｖ０ － ４ ｌ２
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．０２
Ｐ ＤＣ 刀 具 切 削 硅 铝 合 金 的 有 限 元 模 拟 分 析 ①
冯 吉福 ， 立 惟 ， 李 林 峰
损 合 理 、 高 工件 表 面质 量 的 思路 。 提 关键词 ： 铝合金 ； 限元； 削； 硅 有 切 ＰＤＣ
中 图分 类 号 ： Ｑ１ ４ Ｔ ６
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ３ １ ３ （ ０ ２ ０ — ０ １ —０ ｌ ７ — ４ ３ ２ １ ）３ ０ ０ ６
Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ＰＤＣ ｕ ｔｎ ｉｉ ｏ ｌ ｍ ｉ ｕ ｌｏ ｔ ｉ ｉｅｅ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄ ｌ ｓｓｏ ｃ ｔｉ ｇ ｓｌｃ ｎ ａ ｕ ｎ ｍ ａ ｌ ｙ ｗｉｈ ｆｎ ｔ ｌｍ ｎｔｍ ｔ ｏ
Ｆ ＥＮＧ ｉ ｕ，ＬＩＬｉ ｉ Ｊ－ ｆ — 。ＬＩ Ｆｅ ｇ ｗｅ Ｎ ｎ
５１０） ４ ０ ４
（ 国家 特 种 矿 物 材 料 工 程 技 术 研 究 中心 ， 西 桂 林 广
摘
要 ： 据主要部分工件材料测试数据 ， 根 通过 ａ ｓ ｓ Ｉ－ ｄ ｎ ｎ ｙ ／ｓ ｙ ａ对 ＰＤＣ切 削硅 铝 合 金 的 模 拟 ， 用 自适 应 采
网格 划 分 分 离切屑 ， 实际 切 削 实验 数 据 表 明 结果 可 靠 。从 工 件 受 力 和 变形 以及 能 量 等 的 角 度 进 行 综 合 分 析 ， 铝 合 金 在 后 刀 面 受 压 同 时受 到 强 烈 的 剪 切 作 用 ， 出 了改 变 刀尖 角度 和 改 变 刀 具 受 力 布 局 使 刀 具 磨 硅 提
２ 有 限元 模 型 和 边 界 条 件
２ １ 有 限 元 模 型 ．
切 削 参数 和刀 具 角度 对切 屑变形 的影 响 ， 由此对 切 并 削的形 成 机理 进 行 分 析 。用 有 限元 分 析 方 法 进行 铝 合 金 切削 的研 究 不少 ， 但绝 大部 分研 究关 注切 削力 和
工件 工作状 况 ， 少与 实验 必 要 对 工 件 材 料 、 具 特 性 、 削 过 程 变 化 进 行 刀 切
模拟 和分 析 ， 为工件 材料 性 能和 刀具 匹配 的改 进方 向 提供 依据 。
（ ｔ ｎ ｌ ｐ ｃａ ｎ ｒ ｌ ｔｒ ｌ Ｅ ｇ ｎ ｅｉ ｇＲｅ ａ ｃ ｅ ｔ － ｉ ｎ ５ １ ０ ） Ｎａ ｉ ａ ｅｉ ｌ ｏ Ｓ Ｍｉｅ ａ ｅｉ ｓ ｎ ｉ ｅｒｎ ｓ ｒｈ Ｃ ｎｅ Ｇｕｌ ４ ０ ４ Ｍａ ａ ｅ ｒ ｉ
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作 者 简 介 ： 吉 福 ， ， ９ ３年 ， 西 桂 林 人 ， 要 从 事 超 硬 材 料 和 有 色 金 属 资 源 深加 工 研 究 。 表 论 文 ２ 冯 男 １７ 广 主 发 Ｏ余 篇 。
１ 引 言
切 削 过程 是 一个 复杂 的工艺 过程 ， 它不 但涉 及 弹 性 力学 、 性力 学 、 塑 断裂 力学 ， 而且 还 与摩擦 学 和热力 学 等相 关 ， 削质 量受 到 刀具形状 、 削用 量 、 削热 切 切 切 和刀具 磨 损等 众 多 因素 的影 响 。为 了理 解 切 削 过 程 发 生 的变 化 ， 计 算 机进行 模拟研 究 是一 种重要 的方 用
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损 合 理 、 高 工件 表 面质 量 的 思路 。 提 关键词 ： 铝合金 ； 限元； 削； 硅 有 切 ＰＤＣ
中 图分 类 号 ： Ｑ１ ４ Ｔ ６
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ３ １ ３ （ ０ ２ ０ — ０ １ —０ ｌ ７ — ４ ３ ２ １ ）３ ０ ０ ６
Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ＰＤＣ ｕ ｔｎ ｉｉ ｏ ｌ ｍ ｉ ｕ ｌｏ ｔ ｉ ｉｅｅ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄ ｌ ｓｓｏ ｃ ｔｉ ｇ ｓｌｃ ｎ ａ ｕ ｎ ｍ ａ ｌ ｙ ｗｉｈ ｆｎ ｔ ｌｍ ｎｔｍ ｔ ｏ
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网格 划 分 分 离切屑 ， 实际 切 削 实验 数 据 表 明 结果 可 靠 。从 工 件 受 力 和 变形 以及 能 量 等 的 角 度 进 行 综 合 分 析 ， 铝 合 金 在 后 刀 面 受 压 同 时受 到 强 烈 的 剪 切 作 用 ， 出 了改 变 刀尖 角度 和 改 变 刀 具 受 力 布 局 使 刀 具 磨 硅 提
２ 有 限元 模 型 和 边 界 条 件
２ １ 有 限 元 模 型 ．
切 削 参数 和刀 具 角度 对切 屑变形 的影 响 ， 由此对 切 并 削的形 成 机理 进 行 分 析 。用 有 限元 分 析 方 法 进行 铝 合 金 切削 的研 究 不少 ， 但绝 大部 分研 究关 注切 削力 和