基于刀-屑摩擦与切削速度关联模型的切削力数值分析

摘要

在形成连续切屑的切削速度范围内,随切削速度的提高,切削力减少.其原因是,随切削速度增大,与前刀面相接触的切屑底层材料由于第二变形区内温度大幅升高而热软化,塑性增加,刀-屑间摩擦系数减小.建立了刀-屑摩擦系数与切削速度呈指数减小关系的关联模型,并采用该模型对不同切削速度时的切削力进行热力耦合数值分析.结果表明,切削力数值解与实测值变化趋势一致;当刀具前角为20°时,切削力模拟值的最大误差为-6.74％,最小误差为-0.63％;当刀具前角为30°时,切削力模拟值的最大误差为-8.21％,最小误差为-3.35％.