理论教育 垂直凸起型微织构几何尺寸对刀具切削性能的影响

垂直凸起型微织构几何尺寸对刀具切削性能的影响

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于垂直凸起型微织构,研究微织构的宽度K,微织构的高度G,微织构的间距J以及微织构到切削刃的距离R。垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具在仿真切削过程中,前刀面最大温度的趋势变化与主切削力类似,也在0.1mm时达到最大值。图2-61刀具表面最大应力随微织构参数变化图图2-62垂直凸起型微织构刀具表面最小与最大切削应力对比

垂直凸起型微织构几何尺寸对刀具切削性能的影响

对于垂直凸起型微织构,研究微织构的宽度K,微织构的高度G,微织构的间距J以及微织构到切削刃的距离R。微织构的宽度K,微织构的高度G,微织构的间距J以及微织构距离切削刃的距离R的变化数值都采用0.025mm,0.05mm,0.075mm,0.1mm,0.125mm以及0.15mm6个数值。

图2-60所示为主切削力和切削温度随微织构参数变化曲线图,由图可见,垂直凸起微织构高度、直径、间距以及微织构到切削刃的距离越大,则刀面前刀面的平均最大温度越高。垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具在垂直凸起微织构的尺寸参数即微织构的高度、微织构的宽度、微织构的间距以及与切削刃的距离增大时,主切削力不断增大,在垂直凸起微织构各参数为0.15mm时基本达到最大值,且趋势越来越平缓,若垂直凸起微织构的尺寸参数继续增大,其对应的主切削力基本保持不变。垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具在仿真切削过程中,前刀面最大温度的趋势变化与主切削力类似,也在0.1mm时达到最大值。这表明对于垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具而言,尺寸在0.1mm的范围内,其主切削力最低时前刀面的切削温度大多处于最低,二者相互关联,仍需要综合考虑其中的减摩降温机理。

图2-60 主切削力和切削温度随微织构参数变化曲线图

由图2-61和图2-62可见,垂直凸起微织构的存在使得刀具前刀面的切削应力分布更加均匀,而当微织构距离切削刃较远时则刀具前刀面应力较为集中。垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具仿真切削过程中,在垂直凸起微织构的尺寸参数为0.1mm范围内刀具前刀面的最大应力是随着纵向凸起微织构的增大而减小的。当这一数值超过0.1mm后刀具前刀面最大应力反而增大。这表明,对于垂直凸起微织构,其分布越密,微织构尺寸越小,且距离切削刃越近,则其对刀具自身抵抗应力的能力影响越大。或者其分布密度越大,微织构尺寸越大以及距离切削刃过远时,垂直凸起微织构的存在一定会对刀具自身的结构产生影响。这是垂直凸起微织构尺寸参数的两个极端,在极端的垂直凸起微织构尺寸参数下垂直凸起微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具很有可能在实际的试验中由于韧性不足而崩刃。(www.daowen.com)

图2-61 刀具表面最大应力随微织构参数变化图

图2-62 垂直凸起型微织构刀具表面最小与最大切削应力对比

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