刀刃结构对镍合金切削过程影响的数值模拟

摘要

利用DEFORM-2D有限元软件,使用多种钝圆刀具进行Inconel 718的正交切削模拟,刀刃与前刀面和后刀面的2个过渡点到理想刀尖的距离分别设为Sγ与Sα,通过Sγ和Sα描述刀刃结构,探究钝圆刀刃结构及进给量对切削力和摩擦因数的影响,对比理想刀具和钝圆刀具下的材料流动情况;通过DEFORM二次开发实现对材料微观结构变化的模拟,比较倒角刀具和钝圆刀具下已加工表面晶粒度和硬度的预测情况.研究结果表明:刀具钝圆尺寸对主切削力Fc和进给力Ff有不同程度的影响,存在使切削力比值μ(即Ff/Fc)为1的进给量临界点且受钝圆尺寸影响;Sγ和Sα对切屑力FQ和前刀面上的摩擦因数μQ几乎无影响;Sγ对材料滞留区范围的影响比Sα的大,对材料分离点的影响比Sα的小;倒角刀具和钝圆刀具模拟得到的晶粒度和硬度具有一定的辨识度.