高速切削合金铸铁综合参数影响的有限元分析
现如今，高速切削机床的发展和高速切削加工技术越来越多的得到了广泛的认识和应用。在高速切削加工过程中，刀具磨损不但与切削力有紧密联系，对切削温度也有一定的影响，而几何角度和切削用量等综合参数的选取直接影响切削力和切削温度的大小，因此进行的研究即是为企业生产提供有效的参考。本文通过对理论研究进而由高速切削合金铸铁综合参数影响的有限元进行分析。运用AdvantEdge 仿真软件，建立硬质合金刀具YG8高速切削合金铸铁Cr15Mo的二维正交有限元模型。进而转为仿真计算，分析其结果，最终得到综合参数的变化对切削力和切削温度的影响规律。关键词 高速切削，合金铸铁，模拟仿真，综合参数，有限元分析，AdvantEdge
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 本课题主要工作 4
2 仿真方案 5
2.1 软件AdvantEdge的基本介绍 5
2.2 工件材料和切削用量的确定 5
2.3 刀具材料和几何角度的确定 6
3 仿真过程 6
3.1 建立新项目 6
3.2 定义单元类型 8
3.3 参数设置和仿真分析 12
3.4 仿真结果及分析 12
4 二维正交切削模型参数对切削力和切削温度的影响分析 13
4.1 分析几何角度参数对切削力的影响 13
4.2 分析切削用量参数对切削力的影响 16
4.3 几何角度参数对切削温度的影响分析 18
4.4 切削用量参数对切削温度的影响分析 21
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 研究背景
时代在进步的同时，科技发展也在大步的向前迈着属于自己的步伐，数控机床及自动化数控生产，高速切削性能的刀具等加工技能已成为了当代制造技术业不可分割的一部分，它既把传统加工方法中带来的许多亟待解决的问题给明确了解决的方向，也使得零件的加工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
工序随着技术上的进步减少了很多将占用钳工来修复的时间，大大的提高了工作效率，使得生产链被有效的发挥着最大的价值。因而可以清晰的知道高速切削加工方法主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本，它主要应用于精加工工序，一般是用于加工淬硬模具钢，这促使它对我国的整体制造行业起到了比较重要的影响。
高速切削加工的基本特征有三点，分别是加工产品的高效率、零件的高精度以及表面加工质量要求严格，其广泛的运用在了新能源，交通铁轨，汽车工业，航天科技等领域，以高精度、高效率和高可靠性成为高速切削加工技术发展的目标，成为了制造工业的佼佼者，是多少企业一直以来的追求。在现如今的高速切削加工中，日常所见的常规问题不但已经得到了解决；也可以解决新型能源带给我们科技创新团队所面对的难题；可以解决中国的航空航天事业中还未突破的高端问题；以及精加工事业领域里的仪器仪表间未能掌握的核心技术中所面临的问题的考验；轨道交通大工程中切削加工带来的技术上的问题。这都将是一个不小的挑战，既是挑战高速切削技术的成熟，也是考验我们对于高速切削技术的运用。
高速切削加工现已成为制造工艺的主流加工方式，由于技术的高效、稳定，使得刀具的地位是不容忽视的。比如说，在刀具的几何角度中，刀具的使用寿命等均是在高速切削中研究刀具技术中的重要因素。现如今随刀具技术在不断的突破性发展，此技术已经是家喻户晓的优先选择。当在高速切削时，切削温度将越来越高，对于刀具承受应力的需求也将是越来越大，工件在连续工作的情况下，之间会产生摩擦力，也要提高使用寿命的能力。这样的话，高速切削刀具具备“高精度、高效率、高可靠性”的特点，是现代刀具技术的核心。在金属高速切削加工过程中，几何角度的参数值如果设置不同，切削用量选取的不统一，那么切削力的大小以及切削温度的大小，都会发生一定程度的变化。这也是要着重注意的，既要做到节约加工成本又要考虑其使用寿命，因此在设置刀具几何角度时就要合理安排。
在参数设置的环节，也是要重点关注的一个指标，比如说在选择工件时，工件需要使用什么样的材料则是关键，以免在加工工件时出现各种各样的事故意外的发生，在所有的条件都满足的切削状态下，才能有一个理想的工件效果。在刀具材料选取时，由于切削过程中导致的工件发热，发烫会使刀具损坏。在层层严格的要求下，通过查询机械加工工艺手册来了解刀具材料的选择，刀具材料有很多类，最常见的是硬质合金类的。
1.2 研究意义
在对高速切削加工技术进行的市场调研来看，应用前景比较可观。很显然，高速切削加工已经成为了生活制造业中不可分割的一种加工方式，也是高效率的一种体验。运用先进的高速切削加工方式，我们的日常生活中所出现的棘手问题也从某种意义上可观的得到了解决，给生活带来的便利。工件在工作时反复的操作，摩擦对刀具而言，长时间的作业会减少其使用寿命，导致刃口磨损的严重，则切削力和切削温度将会随着反复性发生一定程度上的变化。事实证明，在有限元的分析当中，若几何角度发生了改变，刀具切削用量设置的不同，对所研究的切削力和切削温度的变化也就随之影响因素改变。对于刀具几何角度来说，加工时切削的形成以及使用的切削力大小，温度变化都是需要经过严密的考虑，所以在金属切削加工过程中选择刀具几何角度参数的时候就要考虑到这些问题，尽可能合理的去提高工作效率，并且在刀具的使用寿命和生产发展方面也是我们着重去关注的一个重点。高速加工技术能成为国际制造工业的主流核心加工方式的主要原因就是它有高效率，低能耗的高端科技水平。
在研究对象时，本论文主要以高速切削合金铸铁的综合参数为本，在学习了仿真软件AdvantEdge对切削加工进行模拟分析。在零部件的机械专业加工中，时而会看到内应力大小的变化很容易导致加工工件的变形等等情况的发生，引起的扭曲，扭转的内应力变化，在很大的程度上影响产品在加工质量，以及在加工效率上有很大的损失，进而需要不断的学习，来完善缺失的技术。在高速切削过程中，刀尖温度会随工件与刀尖在不断工作中的反复摩擦而一直发生变化，随之跟着改变的就是切削力，切削温度同样的也会有所变化，这将给加工带来许多不必要的困扰问题，需要技术人员不断地去学习和更新技术，尽最大的努力去减少零件不必要的变形因素的发生，既要保证产品的质量又要有效的提高生产效率。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 本课题主要工作 4
2 仿真方案 5
2.1 软件AdvantEdge的基本介绍 5
2.2 工件材料和切削用量的确定 5
2.3 刀具材料和几何角度的确定 6
3 仿真过程 6
3.1 建立新项目 6
3.2 定义单元类型 8
3.3 参数设置和仿真分析 12
3.4 仿真结果及分析 12
4 二维正交切削模型参数对切削力和切削温度的影响分析 13
4.1 分析几何角度参数对切削力的影响 13
4.2 分析切削用量参数对切削力的影响 16
4.3 几何角度参数对切削温度的影响分析 18
4.4 切削用量参数对切削温度的影响分析 21
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 研究背景
时代在进步的同时，科技发展也在大步的向前迈着属于自己的步伐，数控机床及自动化数控生产，高速切削性能的刀具等加工技能已成为了当代制造技术业不可分割的一部分，它既把传统加工方法中带来的许多亟待解决的问题给明确了解决的方向，也使得零件的加工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
工序随着技术上的进步减少了很多将占用钳工来修复的时间，大大的提高了工作效率，使得生产链被有效的发挥着最大的价值。因而可以清晰的知道高速切削加工方法主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本，它主要应用于精加工工序，一般是用于加工淬硬模具钢，这促使它对我国的整体制造行业起到了比较重要的影响。
高速切削加工的基本特征有三点，分别是加工产品的高效率、零件的高精度以及表面加工质量要求严格，其广泛的运用在了新能源，交通铁轨，汽车工业，航天科技等领域，以高精度、高效率和高可靠性成为高速切削加工技术发展的目标，成为了制造工业的佼佼者，是多少企业一直以来的追求。在现如今的高速切削加工中，日常所见的常规问题不但已经得到了解决；也可以解决新型能源带给我们科技创新团队所面对的难题；可以解决中国的航空航天事业中还未突破的高端问题；以及精加工事业领域里的仪器仪表间未能掌握的核心技术中所面临的问题的考验；轨道交通大工程中切削加工带来的技术上的问题。这都将是一个不小的挑战，既是挑战高速切削技术的成熟，也是考验我们对于高速切削技术的运用。
高速切削加工现已成为制造工艺的主流加工方式，由于技术的高效、稳定，使得刀具的地位是不容忽视的。比如说，在刀具的几何角度中，刀具的使用寿命等均是在高速切削中研究刀具技术中的重要因素。现如今随刀具技术在不断的突破性发展，此技术已经是家喻户晓的优先选择。当在高速切削时，切削温度将越来越高，对于刀具承受应力的需求也将是越来越大，工件在连续工作的情况下，之间会产生摩擦力，也要提高使用寿命的能力。这样的话，高速切削刀具具备“高精度、高效率、高可靠性”的特点，是现代刀具技术的核心。在金属高速切削加工过程中，几何角度的参数值如果设置不同，切削用量选取的不统一，那么切削力的大小以及切削温度的大小，都会发生一定程度的变化。这也是要着重注意的，既要做到节约加工成本又要考虑其使用寿命，因此在设置刀具几何角度时就要合理安排。
在参数设置的环节，也是要重点关注的一个指标，比如说在选择工件时，工件需要使用什么样的材料则是关键，以免在加工工件时出现各种各样的事故意外的发生，在所有的条件都满足的切削状态下，才能有一个理想的工件效果。在刀具材料选取时，由于切削过程中导致的工件发热，发烫会使刀具损坏。在层层严格的要求下，通过查询机械加工工艺手册来了解刀具材料的选择，刀具材料有很多类，最常见的是硬质合金类的。
1.2 研究意义
在对高速切削加工技术进行的市场调研来看，应用前景比较可观。很显然，高速切削加工已经成为了生活制造业中不可分割的一种加工方式，也是高效率的一种体验。运用先进的高速切削加工方式，我们的日常生活中所出现的棘手问题也从某种意义上可观的得到了解决，给生活带来的便利。工件在工作时反复的操作，摩擦对刀具而言，长时间的作业会减少其使用寿命，导致刃口磨损的严重，则切削力和切削温度将会随着反复性发生一定程度上的变化。事实证明，在有限元的分析当中，若几何角度发生了改变，刀具切削用量设置的不同，对所研究的切削力和切削温度的变化也就随之影响因素改变。对于刀具几何角度来说，加工时切削的形成以及使用的切削力大小，温度变化都是需要经过严密的考虑，所以在金属切削加工过程中选择刀具几何角度参数的时候就要考虑到这些问题，尽可能合理的去提高工作效率，并且在刀具的使用寿命和生产发展方面也是我们着重去关注的一个重点。高速加工技术能成为国际制造工业的主流核心加工方式的主要原因就是它有高效率，低能耗的高端科技水平。
在研究对象时，本论文主要以高速切削合金铸铁的综合参数为本，在学习了仿真软件AdvantEdge对切削加工进行模拟分析。在零部件的机械专业加工中，时而会看到内应力大小的变化很容易导致加工工件的变形等等情况的发生，引起的扭曲，扭转的内应力变化，在很大的程度上影响产品在加工质量，以及在加工效率上有很大的损失，进而需要不断的学习，来完善缺失的技术。在高速切削过程中，刀尖温度会随工件与刀尖在不断工作中的反复摩擦而一直发生变化，随之跟着改变的就是切削力，切削温度同样的也会有所变化，这将给加工带来许多不必要的困扰问题，需要技术人员不断地去学习和更新技术，尽最大的努力去减少零件不必要的变形因素的发生，既要保证产品的质量又要有效的提高生产效率。
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