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在制造技术和科学技术飞速发展的今天,人们往往希望能利用难切削材料和先进复合材料的固有特性来实现复杂、高强度、高硬度、优良的耐磨耐热特性等工艺需求。所以对难切削材料和先进复合材料的切削过程进行研究具有重要意义。本文主要采用颗粒离散元法,并利用商业离散元软件PFC2D(Particle Flow Code in 2 Dimension),分别对难切削材料冷硬铸铁和先进复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)的二维正交切削过程进行模拟与分析。主要研究内容和结果如下:对于脆性金属材料冷硬铸铁的二维正交切削方面,采用试错法多次模拟并校准冷硬铸铁模型,得出与冷硬铸铁物理力学性能相匹配的离散元模型,从而建立起冷硬铸铁的二维正交切削模型。采用单因素法和正交试验的方法,分析不同切削速度v、切削深度ap和刀具前角γ0对切削力的影响,得出切削力在4400N~13900N左右的结果。分析切削过程,得出随着切削速度、切削深度的增大,切削力也随之增大,而刀具前角对切削力的大小影响不大但影响工件的表面加工平整度和切屑形式等结论。并得出较优化的加工工艺参数为:切削速度v为18~24m/min,切削深度ap为1~1.5mm,刀具前角γ0为-3°~-6°。对于复合材料CFRP的二维正交切削方面,采用梁-颗粒单元分别建立纤维方向角θ= 0°和θ= 90°两种特殊单向CFRP材料的离散元模型,并采用试错法多次模拟进行模型校准,而后建立起相应的二维正交切削模型。亦采用单因素法和正交试验的方法,分析不同切削速度v、切削深度ap和刀具前角γ0对切削性能的影响。对于θ= 0°的CFRP的切削,得出切削力大部分在770N~2320N左右的结果。通过分析切削过程,得出随着切削速度、切削深度的增大,切削力也随之增大,且切削深度的影响较大,而刀具前角对切削力的大小影响不大,但切削速度、切削深度和刀具前角都不同程度的影响了工件的表面加工质量等结论。为提高工件的加工精度和加工效率,本文得出较优化的加工工艺参数为:切削速度v为300m/min左右,切削深度ap为1~1.5mm,刀具前角γ0为-5°左右的负前角。对于θ= 90°的CFRP的切削,得出切削力大部分在480N~4320N左右的结果。通过分析切削过程,得出随着切削速度、切削深度的增大,切削力随之增大,而刀具前角对切削力的大小影响不大,但是切削速度、切削深度和刀具前角都不同程度的影响了工件的表面加工质量和内部组织结构等结论。为提高工件的加工精度和加工效率但不影响工件内部组织结构,本文得出较优化的加工工艺参数为:切削速度v为400m/min左右,切削深度ap为1mm左右,刀具前角γ0为10°左右的大前角。