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PCBN刀具作为一种新型的刀具材料,由于其具有高硬度、高耐磨性及热稳定性良好而受到世界各国的关注和研究。目前对于 PCBN刀具的研究主要集中在连续切削上对断续切削的研究依然较少,而断续切削在实际的切削加工中却是很常见的,随着加工技术的不断进步及加工零件形状的进一步复杂,在切削加工中会越来越多的遇到断续切削的情况。过去对切削过程的研究主要依靠实验的方法进行研究,随着计算机仿真技术及有限元技术的发展,利用有限元软件对切削加工过程进行模拟仿真成为一种新型的研究方法。通过仿真得到的仿真结果不仅能够满足研究切削过程的目的,而且利用仿真方法进行研究可以大大减少人力及资金的投入。 本文主要是以PCBN刀具断续切削 Gr12MoV(淬硬合金钢)为研究对象,通过有限元理论及仿真技术建立断续车削三维模型,应用有限元分析软件DEGORM-3D进行断续切削模拟仿真。通过计算机仿真结果,对 PCBN刀具的断续切削机理做近一步的分析。本文的主要研究内容包括以下几点: (1)有限元理论模型的建立,其中包括材料的本构模型及方程、摩擦模型、切屑分离准则、及自适应网格划分技术等。 (2)有限元仿真分析的基本方法及基本理论,其中包括热力耦合方程、弹塑性应力方程、边界条件、绝热剪切现象等。 (3)PCBN刀具断续车削淬硬钢 Gr12MoV的三维几何模型的建立及在DEFORM-3D中的模拟仿真过程。 (4)在 DEFORM-3D中以不同切削用量作为变量分别进行仿真,通过仿真结果对比分析得出了在不同切削用量下 PCBN刀具断续车削时的切削力、切削热及刀具磨损量的变化规律。 (5)对三种不同刃口形状的 PCBN刀具进行了断续车削仿真,通过仿真结果对比分析得出了三种刀具断续切削时的切削力、切削热及刀具磨损量的变化规律,并且通过点跟踪法对一些特殊点进行了跟踪分析得出了在切削过程中这些点的力、热分布及走势变化曲线。