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高压冷却条件下刀具摩擦性能的仿真研究

2021-11-22王飞杰郭文亮刘润爱宫晓琴

机械设计与制造 2021年11期

王飞杰,郭文亮,刘润爱,宫晓琴

(太原理工大学机械与运载工程学院 精密加工山西重点实验室,山西 太原 030024)

1 引言

316 奥氏体不锈钢具有良好的机械性能和化学性质,在各行各业有着极为广泛的应用;然而,316不锈钢的难加工性表现为加工硬化严重、切削力大、切削温度高、刀具磨损快。已有的研究表明:在切削过程中,屑-刀-工接触面上摩擦性能会直接影响到各种切削要素,如切屑变形、切屑力、刀具磨损等,而刀-屑间的摩擦特性对切削影响尤为明显。近年来,针对切削难加工材料出现的一种高压冷却辅助加工技术(High-Pressure-Coolant,HPC)能提升切削液进入切削加工区的渗透能力,提高切削液的冷却效果和润滑效果,是一种高效可行的难加工材料辅助加工技术[1]。这里采用一种内冷式高压冷却方法,有助于减小切削力、分离刀-屑接触、改善刀-屑间的摩擦性能。

文献[2]对干式车削淬硬钢的摩擦特性进行了有限元仿真研究,通过使用DEFORM有限元软件模拟仿真在不同刀-屑间摩擦系数下的PVBN刀具车削Cr12MoV工件,研究了不同刀-屑间的摩擦系数μ 对切削力和切削温度的影响和作用机理。文献[3]对刀具摩擦磨损的研究方法进行了综述。文献[3]提到的切削试验法,具体是在车床上架设力传感器测量三个方向的切削分力、在刀具上埋设热电偶测定切削区的温度。文献[4]研究了WC/TiC 层状陶瓷刀具材料在干摩擦条件下与316L不锈钢之间的摩擦磨损性能。使用了CFT-I型材料表面性能综合测试仪测试层状WC/TiC陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能。……

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