切削参数对于40Cr钢已加工表面残余应力影响的有限元仿真文献综述
2020-08-05 22:02:32
文 献 综 述 1、 选题目的和意义: 高速切削技术是近年来迅速发展的一种高效的先进制造技术[1],在淬硬钢等难加工材料的精密加工方面具有独特的优势。
高速干硬切削可以获得较高的尺寸精度,但是加工表面产生的白层和残余应力对零件的使用性能和使用寿命有很大影响[2],成为制约高速干硬切削发展与推广的重要因素[3]。
本文将以40Cr钢为研究对象,建立有限元模型,研究切削参数对零件已加工表面残余应力的影响。
由于切削时零件表面产生的残余应力很大程度上影响了零件的寿命,因此为了发展与推广高速干硬切削[4],对高速干硬切削加工表面白层和残余应力的形成机理及建模预测进行系统地研究,就具有重要的理论意义与应用价值[5]。
2、 国内外研究现状: 对于切削参数对零件已加工表面残余应力的分析,现在国内外普遍使用有限元软件建立模型来进行研究,所以这也将成为本文的主要分析工具[6]。
孔维森[7]运用有限元软件ABAQUSTM建立了高速切削GCr15淬硬钢有限元模型,并进行了动态模拟,通过切削力和切屑形态的模拟结果与实验值对比,验证了模型的可行性。
结果显示,随着切削速度的增加,白层厚度先增大,然后略微减少,最后趋于平缓;切削厚度和后刀面磨损的增加都会使白层厚度增加;负倒棱长度在小于切削厚度范围内增加时会增大白层厚度,负倒棱长度大于切削厚度时,白层厚度不再随其变化。
杨昊等人[8]针对某型号高强高硬钢在硬态干车削过程,研究了各切削参数对已加工表面残余应力及残余应力层深分布的影响。
结果发现,不同的切削参数条件下,工件已加工表面残余应力可以为拉应力也可以为压应力,残余应力作用层深度为300 m左右。
对残余应力影响较大的切削因素为切削速度和进给量,切深对残余应力影响较小,切削参数选择低速低进给时,容易得到有利于提高工件疲劳寿命的表面残余压应力 。