考虑材料与摩擦特性的切削温度场仿真与试验.pdfVIP

学兔兔 第46卷第21期 机 械 工 程 学 报 v01．46 NO．2l 201 0年 1 1月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING NOV． 2 O l 0 DoI：1O．3901／JME．2010．21．106 考虑材料与摩擦特性的切削温度场仿真与试验冰 李 彬 ，2邓建新 段振兴 吴 泽 (1．山东大学机械工程学院 济南 250061； 2．洛阳理工学院机械工程系 洛阳 4710231 摘要：基丁刀具和工件材料特性、切屑变形模型、氧化试验和摩擦磨损等试验获得的相关数据，采用更新拉格朗日算法和局 部网格重划分技术，建立更符合实际情况的切削有限元模型。借助有限元计算软件模拟出AI2O3／ZrB2／ZrO2陶瓷刀具切削45 钢的过程中温度场变化规律，得到切削加工的合理用量(切削速度为200~280 m·rain，切削深度为0．1～O．3 mm)。通过相 关切削试验对模拟进行验证。结果表明，模拟结果与试验数据基本吻合，在高速下吻合更好。此类数值模拟方法可以为研制 新的陶瓷刀具材料及切削用量的选择提供相关理论依据，降低试验成本。 关键词：仿真 优化 有限元 温度场 切削 中图分类号：TG501 Simulation and Experiment on Cutting Temperature Field Considering Property of Materials and Friction LI Bin ’ DENG Jianxin DUAN Zhenxing WU Ze (1．School of Mechanical Engineering，Shandong University,Jinan 25006 1； 2．Department of Mechanical Engineering，Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang 47 1 023) Abstract：Based on the tool and workpiece materials，chip deformation model，and the relevant data obtained from oxidation test and friction—wear test，the updated Lagrangian algorithm and the local mesh re—dividing technique are used to build a cutting finite clement model more conforming to the actual situation．The change regularity of temperature field in metal cutting process is simulated by finite element software，and the optimum quantities(cutting speed is 200~280 m。rain～，cutting depth is 0．1～O．3 mm) are obtained from cutting 45 steel with the A12o3／ZrB2／Zr02 ceramic too1．Relevant cutting test is carried out to verify the precision of simulation．Results show that the simulation results basically agree with the test data，which is even better at high speed．This kind of numerical simulation can p