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随着金属切削技术的快速发展与进步,对切削加工的要求也越来越高。硬质合金刀具作为现代切削加工中的一种先进刀具,在金属切削加工中扮演着重要的角色。而刀片作为刀具的重要组成部分,其结构对切削性能有决定性影响。早期对切削的研究通常是从理论、经验和试验入手,后期有限元思想和计算机技术的发展应用,使得有限元分析成为研究切削加工强有力的手段。 本论文运用有限元方法系统分析了硬质合金可转位刀片的切削机理及工艺。深入研究了硬质合金可转位刀片切削过程中的切削力、切削热、切屑形态、刀片磨损和表面粗糙度等问题。为安全高效切削45钢时,确定合理的切削参数提供了科学的依据。 论文的主要研究内容如下: 1、以金属切削理论和有限元理论为基础,重点分析了材料本构方程对切削过程的影响,在此基础上对DEFORM和AdvantEdgeFEM软件的应用进行了介绍。 2、基于经典切削力模型运用DEFORM软件分析了二维切削模型下钝圆刃、倒棱刃等不同刃口形状对切削力、切削温度、磨损量的影响,并将有限元结果与理论值进行了比较。 3、运用AdvantEdgeFEM软件建立了三维切削模型,分析了不同切削参数对切削力的影响。建立初级数据库,并将有限元分析结果放入数据表中以便查验。通过切削试验得到不同切削参数下的切削力,和有限元模拟值进行对比。对加工过程中产生的切屑进行收集,分析影响锯齿形切屑形成的因素。 4、通过刀片的磨损试验,研究硬质合金可转位刀片切削过程中磨损形态以及主要失效形式,分析磨损对切削性能的影响,通过有限元仿真得出不同裂纹状态对应力强度因子大小的影响并进一步得出裂纹扩展轨迹规律。通过建立了粗糙度分析软件对已加工表面粗糙度进行评价,揭示影响表面粗糙度的主要因素。