20CrMo钢干切削有限元分析：切削力与温度研究

"20CrMo钢干切削过程的有限元分析及性能实验 (2014年)" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要探讨了20CrMo钢在干切削过程中的有限元分析和性能实验。20CrMo钢是一种常见的合金结构钢，广泛应用于机械制造和汽车工业等领域。研究者基于20CrMo钢的材料本构方程，利用三维仿真软件Deform-3D构建了工件和切削刀具的有限元模型，以此来模拟干切削过程。 在仿真过程中，研究者考察了不同切削用量（包括背吃刀量、进给量和切削速度）对主切削力和切削温度的影响。他们发现，当背吃刀量和进给量分别增加一倍时，主切削力分别大约增加100%和74%。而当切削速度超过60m/min后，主切削力逐渐降低，并趋于稳定在150N左右。此外，切削温度也随着切削用量的增大而变化，背吃刀量、进给量和切削速度分别增大1倍时，切削温度分别增加约7%、9%和22%。 在切削过程中，刀具和工件的应力分布和切削热的分布情况也是关键因素。研究显示，刀具的最大等效应力发生在前刀面的主切削刃附近，这与切削过程中的剪切和压缩变形有关。同时，最高切削温度出现在工件切削层的第二变形区内，这通常是由于切削过程中的塑性变形和摩擦导致的热量集中。 为了验证仿真的准确性，研究者还进行了主切削力的实验对比分析。模拟得到的主切削力与实验结果之间的最大误差为12.2%，最小误差为3.2%，这表明有限元仿真能够有效地预测20CrMo钢干切削过程中的力学行为。 这些研究结果对于理解20CrMo钢的切削特性，优化切削工艺参数，减少切削过程中的能量消耗和工具磨损，以及提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过有限元分析，可以避免传统实验方法的时间和成本消耗，为实际生产提供理论指导和支持。 关键词：20CrMo钢；Deform；干切削；切削力；切削温度 中图分类号：TG511 文献标志码：A 这篇论文深入研究了20CrMo钢干切削过程中的力学行为，通过有限元模拟揭示了切削力和温度变化的规律，为切削工艺的优化提供了科学依据。