由于1Cr17Ni2不锈钢强度高、硬度大,在切削过程中会产生较高的切削温度及切削力,从而影响工件的变形及表面质量。文中从实际加工角度出发,通过AdvantEdge-FEM软件建立切削仿真模型,研究精密车削1Cr17Ni2不锈钢时切削速度、切削深度对切削力和切削温度的影响规律。结果表明切削深度对切削力影响较大,切削速度对其影响不明显;切削速度增大时,刀尖温度峰值近乎呈线性增大,随着切削深度的增加,刀尖温度峰值亦增大,但逐渐变缓。

SiCp/al复合材料两相性能差异大,研磨缺陷多,通过表面微弧氧化,生成硬脆的陶瓷氧化膜,建立两相延性耦合去除的研磨条件,故基于ABAQUS有限元仿真软件,建立单磨粒研磨SiCp/Al复合材料微弧氧化膜的三维模型并进行仿真实验,得到了陶瓷膜在材料去除过程中的表面应力变化规律,通过改变研磨加工工艺参数,得到不同工艺参数与切削力的关系,仿真结果表明当其他条件一定时,研磨速度越快,磨粒切削力越小;研磨压力越大,磨粒切削力越大;磨粒越大,磨粒切削力越大。

在相同公称直径、不同偏心距、不同转矩及配合方式下,应用有限元分析方法分析了三弧段与四弧段等距型面联接接触应力的分布及变化规律。仿真结果表明三弧段与四弧段等距型面联接接触应力沿着廓形曲线呈周期数与圆弧个数相同的周期性分布;增大偏心距,接触区域随之增大,接触应力变小,在满足要求的情况下,应尽可能地增大偏心距;接触应力随着转矩的增大而增大;传递小转矩时宜采用小间隙及过渡配合的联接方式,传递大转矩时宜采用过盈与过渡配合的联接方式;在公称直径相同时,三弧段等距型面联接承载能力优于四弧段等距型面联接。

利用ABAQUS有限元仿真软件建立了镍基高温合金GH4169薄壁件钻削模型,分析钻削GH4169薄壁件过程中的薄壁变形和应力变化。根据钻削过程中钻头下方工件材料的应力及变形特点将其钻削过程分为5个阶段:第1阶段,工件变形以整体弹性下凹变形为主,并在钻头横刃旋转接触圆形区域下方发生了局部塑性形变;第2阶段,在制孔区以塑性变形为主,在非制孔区弹性变形量大于塑性变形量;第3、第4、第5阶段工件变形相差不大,在孔口边缘形成了较大的材料外翻,其余部分形成了一定的塑性变形。在钻头横刃刚与薄壁件接触时,钻头横刃与薄壁件接触部分表现为应力集中;随着钻头的向下进给,钻头后刀面与薄壁件呈面接触,应力波开始以大致为圆形的波形扩散在薄壁件上,随后以近似方形传递到薄壁件四边。

研究了PCD刀具高速铣削铝基复合材料时刀具几何参数对切削温度的影响。利用A baqus软件,对PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料薄壁件进行仿真模拟。刀具回转直径为10 mm,切削线速度为300 m/min,改变刀具的前角和后角仿真出铣削时刀具和工件的温度场。通过对比数据,得出刀具角度变化对切削温度的影响规律,从而为实际加工时刀具几何参数的选择提供依据。