Inconel718切削过程的有限元仿真研究.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO．62011年6月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJun．2011文章编号：1001—2265(2011)06—0098—04Inconel718切削过程的有限元仿真研究黄雪红(滨州职业学院电气工程学院，山东滨州256603)摘要：为了研究高速切削Inconel718的切削机理，应用有限元软件DEFORM一2D模拟了高速切削Inconel718的切削过程，分析了切削速度对切削温度、切削力和剪切角的影响规律以及切削过程中刀具和工件的应力场分布情

2、况。仿真结果表明：切削力随着刀具的切入先迅速线性增大，然后趋于稳定，切削力随切削速度的增大呈下降趋势。切削温度的最高点总是位于前刀面上距离刀刃不远的地方。最高切削温度随着切削速度的增大而增高。最大刀具等效应力出现在前刀面上切削刃的周围，工件上最大等效应力出现在第一变形区。切削过程中，剪切角随切削速度的增加而增大。关键词：Ineonel718；有限元仿真；切削速度；应力场分布中图分类号：TG506文献标识码：AStudyonHighSpeedCuttingProcessofInconel718BasedonFiniteElementMethod

3、HUANGXue-hong(BinzhouPloytechnio，BinzhouShandong256603，China)Abstract：InordertostudythemechanismofhighspeedcuttingInconel718，highspeedcuttingofIn-conel718issimulatedusingfiniteelementsoftwareDEFORM-2D．Theeffectsofcuttingspeedoncuttingtemperature，cuttingforceandshearangleasw

4、ellasthestressdistributionoftoolandworkpieceduringcuttingprocessareanalyzed．Finiteelementsimulationresultsshowthatcuttingforceincreaseslinearlyatfirst，andthenstabilized．Thecuttingforceshowedadownwardtrendwiththecuttingspeedincreases．Thehighestcuttingtemperaturepointisalways

5、atfacenearthecuttingedge．Themaximumcuttingtem。peratureincreaseswiththeincreaseincuttingspeed．Themaximumtooleffectivestressislocatedintheflankfacenearcuttingedgeandthesheardeformationzoneontheworkpiece．Shearangleincreaseswiththeincreaseincuttingspeed．Keywords：Inconel718：fini

6、teelementsimulation；cuttingspeed；stressdistribution的非线性、几何非线性以及边界非线性问题，还涉及0引言到弹性力学、塑性力学、断裂力学、热力学和摩擦学金属的高速切削加工中切屑一刀具一工件的接触等。有限元法在求解非线性和多场耦合方面的强大区具有典型的高应变、高温、高应变率特点，在工件功能日益明显，从而在切削加工过程的研究中得到表面形成一个不均匀的热一力耦合强应力场，产生的了广泛的应用¨。弹塑性大变形、热应力集中和复杂摩擦状况不仅对利用有限元通用软件DEFORM一2D对高速切削加工过程切削变形过程

7、，而且对工件表面形貌、加工Inconel718的切削过程做了数值模拟，研究切削速硬化、残余应力等形成特征产生重要影响。金属切度对切削温度、切削力的影响规律以及切削过程中削加工是一个复杂的非线性过程，不但涉及到材料刀具和工件的应力场分布。仿真结果可以为高速切牧稿日期：2010—12—16基金项目：国家自然科学基金项目(50575126)作者简介：黄雪红(198l一)，女，山东成武人，滨州职业学院电气工程系助教，硕士，主要从事高速切削研究等，(E—mail)mehxh2006@qq2011年6月黄雪红，等：Inconel718切削过程的有限元仿真

8、研究·99·削镍基合金提供合理的切削参数，并为研制加工镍据库，提供常用材料的材料性能，供用户直接选用。基合金的新型刀具材料和提高刀具寿命提供借鉴。DEFORM的材料