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車刀的刃磨與裝夾
車刀裝置狀況的好壞直接影響到被加工零件的尺度精度和外表粗糙度,假如我們不留意車刀的正確裝置,就會降低切削效果,乃至損壞刀具和工件。
1.車刀裝夾的基本要求
?。?)車刀不能伸出刀架太長,在滿意車削的狀況下,盡可能伸出短些。因為車刀伸出過常,刀桿剛性相對削弱,簡單發(fā)生振蕩,使車出的工件外表光潔度差。一般車刀伸出的長度不超越刀桿厚度的2倍。切槽刀車刀伸出的長度比槽深多2~3mm。 堵截刀車刀伸出的長度比工件壁厚多2~3mm。
?。?)車刀刀尖應(yīng)對準(zhǔn)工件的中心。車刀裝置得過高或過低都會引起車刀視點的變化而影響正常切削。
?。?)車刀刀桿應(yīng)與車床主軸軸線垂直 。
?。?)裝車刀用的墊片要平整,盡可能地用厚墊片以削減片數(shù),一般只用2~3片。如墊刀片的片數(shù)太多或不平整,會使車刀發(fā)生振蕩,影響切削。各墊片應(yīng)墊在在刀桿正下方,前端與刀座邊際齊。
?。?)裝上車刀后,要緊固刀架螺釘,一般要緊固兩個螺釘。緊固時,應(yīng)運用專用扳手輪換逐一擰緊。不必加力桿,避免使螺釘受力過大而損害。
為進步車削作業(yè)效率,刃磨車刀時充分考慮刀具各刃的綜合應(yīng)用,車刀裝置在刀架上,在不滾動或少滾動刀架的狀況下完結(jié)盡量多的作業(yè)。下面介紹幾種批量生產(chǎn)時車刀的裝夾方法。
2. 車刀的裝夾方法
(1)如圖1所示,工件需求車外圓、車端面、倒角,假如只用一把車刀需求滾動刀架。
若把車刀前面磨成如圖2所示,在不滾動刀架的狀況下就能夠完結(jié)車外圓、車端面、倒角作業(yè)。
?。?)如圖3所示,工件需鉆孔、孔口倒角。一般狀況下需求麻花鉆、外圓車刀、孔口倒角用車刀、450偏刀(或?qū)⑼鈭A車刀偏轉(zhuǎn)車端面)
若將車刀前面磨成如圖4,車端面時,從工件外圓車至工件中心,在工件中心處縱向移動2.7mm,然后中滑板退刀進行孔口倒角至要求,然后削減刀具裝夾,削減作業(yè)程序,進步效率。
?。?)如圖5所示,軸上切槽、槽的兩端倒角。一般狀況下需求切槽刀,而且需求偏轉(zhuǎn)刀架倒角,而左端的倒角很簡單碰到卡盤,極不安全。若將切槽刀左右刃別離刃磨來契合倒角要求(如圖6的車刀前面圖),不需求偏轉(zhuǎn)刀架即可完結(jié)切槽、倒角的作業(yè)。
?。?)如圖7所示,工件需求車外圓、車端面、切槽、倒角、倒圓。將車刀前面刃磨成如圖8所示,不滾動刀架的狀況下一次完結(jié)一切操作。AD刃車外圓,AB刃起修光效果。AB刃切端面挨近中心時DE刃倒圓。AB刃切槽時,BC刃倒角。
(5)如圖9所示,對管材孔口倒角和端面倒角??蓪④嚨肚懊嫒心コ扇鐖D10所示。車刀裝在刀架上,調(diào)理固定好中滑板方位。經(jīng)過小滑板調(diào)理軸向倒角的巨細(xì)。能夠只動小滑板完結(jié)孔口倒角和端面倒角。
?。?)如圖11所示的導(dǎo)管。
按照如圖12所示下料。備料時兩切槽刀裝夾于刀架上。右端切槽刀用于切端面、定位。左端切槽刀用于堵截。兩刀刃切削距離28mm,然后確保中滑板進刀一次完結(jié)下料作業(yè)。
?。?)在普車上下料:將鋸片式銑刀裝在刀桿上,裝夾于自定心卡盤上。如圖13所示,將夾具裝夾于刀架上,上孔穿工件并用內(nèi)六角螺母鎖緊,下孔穿限位資料并用內(nèi)六角螺母鎖緊(以便快速確定資料尺度)。中滑板進刀即可完結(jié)下料作業(yè),然后將車床改為簡易銑床用。
3.刃磨留意事項
批量生產(chǎn)機遇夾車刀不一定滿意車削要求,一般要根據(jù)圖樣要求自己刃磨車刀,刃磨時應(yīng)留意以下幾方面:
?。?)砂輪的挑選:氧化鋁砂輪(白色)適用于刃磨高速鋼車刀和硬質(zhì)合金車刀的刀桿部分。(綠色)碳化硅砂輪適用于刃磨硬質(zhì)合金車刀刀頭。粗磨時挑選較粗的磨粒能夠進步生產(chǎn)率。精磨時挑選較細(xì)的磨粒能夠減小外表粗糙度。
?。?)砂輪的修整:刃磨前用砂輪刀、砂條或金剛筆對砂輪外表進行修整,在修整時稍加壓力并來回移動。
?。?)車刀高低有必要控制在砂輪水平中心。刀尖上翹約3°~8°,車刀觸摸砂輪應(yīng)作左右方向水平移動。當(dāng)車刀脫離砂輪時,刀尖需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂輪碰傷。磨主后邊時,刀桿尾部向左偏過一個主偏角的視點,磨副后角時,刀桿尾部向右偏過一個副偏角的視點。修磨刀尖圓弧時,通常以左手握車刀前端為支點,用右手滾動車刀尾部。
?。?)刃磨車刀時,雙手握車刀,輕靠砂輪旋轉(zhuǎn)外表,并作水平方向的左右緩慢移動,避免砂輪外表呈現(xiàn)凹坑,直至刃磨視點完結(jié)。
?。?)刃磨硬質(zhì)合金車刀時,不可把刀頭部分放入水中冷卻,以防刀片突然冷卻而碎裂。 刃磨高速鋼車刀有必要隨時沾水冷卻,以防退火。
?。?)粗磨:磨主后邊,一起磨出主偏角及主后角;磨副后邊, 一起磨出副偏角及副后角;磨前面,一起磨出前角及刃傾角。
?。?)精磨:修磨前面、修磨主后邊和副后邊、修磨刀尖圓弧。
?。?)研磨:經(jīng)過刃磨的車刀,其切削刃有時不行平滑,這時用油石加少量機油對切削刃進行研磨,能夠進步刀具耐用度和工件外表的加工質(zhì)量。研磨時將油石與刀面貼平,然后將油石沿刀面上下或左右移動。研磨時要求動作平穩(wěn),用力均勻,不能破壞刃磨好的刃口。
?。?)經(jīng)過目測法、樣板法、視點測量儀查看刀具是否契合要求,也能夠進行試車查看。批量生產(chǎn)時將車刀刃磨成契合圖樣車削要求,在不滾動刀架或少滾動刀架的狀況下完結(jié)盡量多的作業(yè)能蕞大極限的進步加工效率。但對操作者要求較高,需求在作業(yè)中不斷加以總結(jié)進步。
齒輪加工中強力噴丸
強力噴丸是提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法,是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。本文主要介紹齒輪加工中的強力噴丸工藝。
1、工作原理
強力噴丸工藝主要是利用高速噴射的細(xì)小鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面,使工件表層材料產(chǎn)生彈塑性變形并呈現(xiàn)較高的殘余壓應(yīng)力,從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴丸一方面使零件表面發(fā)生彈性變形,同時也產(chǎn)生了大量孿晶和位錯,使材料表面發(fā)生加工強化。如圖1所示:
. 圖1-a 經(jīng)噴丸處理的零件表面 圖1-b 未經(jīng)噴丸處理的零件表面
噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現(xiàn)在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應(yīng)力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發(fā)生循環(huán)塑性變形。根據(jù)材料的性質(zhì)和狀態(tài)的不同,噴丸后材料的表層將發(fā)生以下變化:硬度變化、組織結(jié)構(gòu)的變化、相轉(zhuǎn)變、表層殘余應(yīng)力場的形成、表面粗糙度的變化等。
2、 噴丸強度的測量方法
當(dāng)一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產(chǎn)生彎曲。飽和狀態(tài)和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態(tài)是指在同一條件下繼續(xù)噴擊而不再改變受噴區(qū)域機械特性時的狀態(tài)。所謂噴丸強度,就是通過打擊預(yù)制成一定規(guī)格的金屬片(即試片),在規(guī)定的時間使之達到飽和狀態(tài)的強弱程度,并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度。
目前,應(yīng)用廣的美國機動車工程學(xué)會噴丸標(biāo)準(zhǔn)中采用阿爾曼提出的噴丸強化檢驗法——弧高度法,該方法由美國GM公司的J. O. Almen(阿爾門)提出,并由SAEJ442a和SAE443標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量方法,其要點是用一定規(guī)格的彈簧鋼試片通過檢測噴丸強化后的形狀變化來反映噴丸效果。對薄板試片進行單面噴丸時,由于表面層在彈丸作用下產(chǎn)生參與拉伸形變,所以薄板向噴丸面呈球面彎曲。通常在一定跨度距離上測量球面的弧高度值,用其來度量噴丸的強度。測定弧高度值是通過將阿爾門試片固定在專用夾具上,經(jīng)噴丸后,再取下試片,然后用阿爾門量規(guī)測量試片經(jīng)單面噴丸作用下產(chǎn)生的參與拉伸形變量(即弧高度值)。如用試片測得的弧高值為0.35mm時,記作0.35A。
噴丸強度的另一種檢驗方法為殘余應(yīng)力檢測,即對經(jīng)強力噴丸后的工件進行殘余應(yīng)力的檢測,具體的檢驗方法為X射線衍射法。在美國SAE J784a標(biāo)準(zhǔn)中推薦如下方法:X射線的入射和衍射束必須平行于齒輪的齒根,圓柱直齒輪和圓柱螺旋齒輪上的測量位置應(yīng)當(dāng)在齒根的寬度中央,照射區(qū)域必須集中在齒根圓角的中心,不能橫向延伸超出規(guī)定的齒根圓角表面深度的測量點,照射區(qū)域大小的控制可以通過對直光束和適當(dāng)遮蓋齒根表面實現(xiàn);在每個選定受檢的齒輪上,少要任選兩個齒進行評估,兩齒間隔180。如果齒的有效齒廓受到保護沒有研磨,則可以認(rèn)為齒根研磨的用于表面下殘余應(yīng)力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產(chǎn)。
3、 噴丸對提高零件疲勞抗力的作用
a.借助表面冷變形實現(xiàn)材料表面強化的本質(zhì)在于冷變形造成材料表層組織結(jié)構(gòu)的變化、引入殘余壓應(yīng)力以及表面形貌的變化。
b. 噴丸使材料表面性能改善
c. 強化噴丸過程中,當(dāng)微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時,使工件表層材料產(chǎn)生彈、塑性變形,撞擊處因塑性形變而產(chǎn)生一壓坑,撞擊導(dǎo)致壓坑附近的表面材料發(fā)生徑向延伸。當(dāng)越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時,工件表面越來越多的部分因吸收高速運動鋼丸的動能而產(chǎn)生塑性流變,使表面材料因塑性變化而產(chǎn)生的徑向延伸區(qū)域越來越大,發(fā)生塑性形變的表面逐步連接成片,則使工件表面逐步形成一層均勻的塑性變形層。塑性變形層形成后,繼續(xù)噴丸會使塑變層因繼續(xù)延伸而厚度逐步變薄,同時塑變層的徑向延伸會因受到鄰近區(qū)域的限制而導(dǎo)致重疊部分發(fā)生破壞,終塑變層因持續(xù)的噴丸而剝落。所以必須對噴丸的時間加以嚴(yán)格的控制。
4、噴丸對滲碳齒輪表層殘余應(yīng)力的影響
關(guān)于噴丸使工件表面形成殘余應(yīng)力的原因,根據(jù)Al-Obaid等人的觀點:當(dāng)高速鋼丸撞擊到試樣表面,撞擊處產(chǎn)生塑性變形而殘余一壓坑,當(dāng)越來越多的鋼丸撞擊到試樣表面時,則會在試樣表層產(chǎn)生一層均勻的塑變層,由于塑性變形層的體積膨脹會受到來自未塑性變形近鄰區(qū)域的限制,因此整個塑變層受到一壓應(yīng)力。
由于殘余壓應(yīng)力及其分布對齒輪疲勞壽命有較大的影響,而噴丸強化工藝的優(yōu)劣將直接影響殘余應(yīng)力大小及其分布。因此準(zhǔn)確測定受噴零件的表層殘余應(yīng)力對于評價噴丸工藝的優(yōu)劣是一個行之有效的手段。
5、噴丸對零件表面粗糙度的影響
強化噴丸會引起零件受噴表面的塑性變形,使零件的表面粗糙度發(fā)生變化。表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,又稱為微觀不平度。表面粗糙度和表面波度、形狀誤差一樣,都屬于零件的幾何形狀誤差,表面粗糙度對于機器零件的使用性能有著重要的影響。噴丸對材料表面粗糙度的影響通常在Ra0.6~20mm范圍內(nèi)。在不改變工藝參數(shù)的條件下,材料原始表面粗糙度愈高,噴丸后的Ra值愈大。生產(chǎn)實踐證明,一般情況下,噴前表面粗糙度在6.3mm以下,噴丸可以提高或維持原表面粗糙度,如果原表面粗糙度在6.3mm以上,則噴丸后表面粗糙度有所降低。
在生產(chǎn)實踐中,要想獲得較理想的噴丸表面,應(yīng)從以下幾個方面著手:
提供較好的原始表面,Ra值應(yīng)在6.3mm以下;
選擇合理的鋼丸直徑和噴丸壓力;
在大直徑鋼丸噴丸強化后,采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強度值)覆蓋一次,可達到較好的表面粗糙度。
噴丸后的零件表面應(yīng)輕微打磨,打磨時要控制表面金屬去除量。這樣,既不損害噴丸的強化效果,又可改善表面粗糙度。當(dāng)然,這是一個多因素問題,不論采用什么方法,必須同時考慮其他因素的影響。
6 、工藝參數(shù)對噴丸效果的影響
對噴丸質(zhì)量有影響的主要有以下幾個方面:
鋼丸材料、鋼丸直徑、鋼丸速度、鋼丸流量、噴射角度、噴射距離、噴射時間、覆蓋率等。其中任何一個參數(shù)的變化都會不同程度地影響噴丸強化的效果。
a、鋼丸的材料、硬度、尺寸及粒度對噴丸效果的影響
鑄鐵丸和鑄鋼丸通常用于硬齒面齒輪的噴丸。鑄鐵丸的缺點是韌性較低,在噴丸過程中易于破碎、耗損量大,對破碎的鋼丸要及時分離,否則會影響受噴表面質(zhì)量。但鑄鐵丸的優(yōu)點是價格便宜、硬度高,可以使受噴表面產(chǎn)生較高的殘余壓應(yīng)力。鑄鋼丸與鑄鐵丸相比,其優(yōu)點是不易破碎,對受噴表面幾何形貌有利。但鑄鋼丸硬度較鑄鐵丸低,在其他條件相同時,受噴表面的殘余壓應(yīng)力低于鑄鐵丸。
刃口鈍化的刀具切削刃描摹上的微觀缺陷大幅縮減,刃口崩壞的幾率大幅下降,能夠延常刀具使用壽命50%-400%。因此,開展刀具刃口鈍化的研討對進步我國刀具產(chǎn)品的質(zhì)量具有十分重要的含義?,F(xiàn)在,國外的刀具制造廠已廣泛選用刃口鈍化技能,從國外引入的數(shù)控機床或者生產(chǎn)線所使用的刀具,其刃口已全部經(jīng)過鈍化處理,不只進步了工件外表質(zhì)量,下降了刀具成本,一起也帶來了巨大的經(jīng)濟效益。刀具鈍化辦法有振蕩鈍化、磨粒尼龍刷法鈍化、磁化法鈍化和立式旋轉(zhuǎn)鈍化等,立式旋轉(zhuǎn)鈍化進程實際上是渙散固體顆粒對刀具刃口效果的進程。
含磨粒的刀具刃口鈍化法具有重復(fù)性好、質(zhì)量高和成本低一級特色,是現(xiàn)在首要選用的刀具刃口鈍化辦法,通過刀具和磨粒的相對運動實現(xiàn)刃口鈍化,磨粒多選用金剛石、CBN和碳化硅顆粒等?,F(xiàn)在,關(guān)于磨粒效果機理研討的比較少,首要有沖擊單顆磨粒、沖擊多磨粒磨損、刀具和切屑間存在磨粒、磨料水射流和半固著磨粒等,重點研討磨粒類型、磨粒尺寸和沖擊速度對外表的影響規(guī)則,而關(guān)于渙散磨粒對工件外表效果機理的研討更少。楊成虎研討了多粒子重復(fù)沖擊關(guān)于Cr12鋼的沖蝕磨損,選用實驗與有限元模仿相結(jié)合的辦法驗證了有限元模型能夠?qū)嵲谟行У啬7鲁鰶_蝕磨損的實際進程。利用非線性ABAQUS有限元軟件研討了磨粒沖蝕速率、沖蝕角和磨粒粒徑對刀圈資料(H13鋼)沖蝕磨損行為及殘余應(yīng)力的影響規(guī)則。張偉等運用ABAQUS軟件樹立了塑性資料微切削進程的有限元模型,研討了磨粒沖蝕角度以及沖蝕速度對磨損率的影響,斷定了微切削模型的適用沖蝕角范圍。
為了取得合適的鈍化刃口形狀,進步切削進程的穩(wěn)定性,需求研討渙散固體磨粒對刀具刃口的鈍化機理。本文選用ABAQUS有限元軟件樹立了單磨粒和多磨粒對刀具刃口效果的防真模型,研討了單磨粒和多磨粒對刃口效果的能量、刃口形變、位移和磨粒速度改變等的影響規(guī)則,關(guān)于從微觀角度知道磨粒鈍化效果具有一定價值,為研討刀具刃口鈍化機理提供依據(jù)。
1 單磨粒鈍化刃口防真模型的樹立
依據(jù)立式旋轉(zhuǎn)鈍化法的基本特色,刀具在渙散固體磨粒中進行兩級行星運動,刀具刃口與渙散固體磨粒不斷進行磕碰沖擊,使得刀具刃口鈍化。刀具沿著一定的軌跡進行運動,而渙散固體磨粒的運動規(guī)則相對隨機。因此,渙散固體磨粒對刀具刃口的鈍化進程是十分復(fù)雜的。
作為非線性有限元處理工具,ABAQUS在處理復(fù)雜問題和模仿高度非線性問題上有極大優(yōu)勢。選用ABAQUS軟件樹立磨粒對刀具刃口鈍化的防真模型。
①刀具鈍化模型的簡化:因為磨粒相關(guān)于刀具刃口要小得多,能夠?qū)⒌毒呷锌诳醋鳠o限大,底端固定不動,粒子向刀具刃口沖擊。
②磨粒:磨粒選用80目碳化硅,顆粒形狀設(shè)為球形。
③刀具:選用硬質(zhì)合金刀具,刀具刃口尺寸設(shè)為0.5mm×0.25mm×0.1mm。
④網(wǎng)格劃分:將刀具刃口與磨粒觸摸部分的網(wǎng)格區(qū)域劃分得略細(xì),磨粒的母線布置種子數(shù)目為10,挑選顯式線性三維應(yīng)力單元C3D4。刀具刃口種子數(shù)目分別設(shè)為10和25,磨粒單元形狀為Tet(四面體),完成網(wǎng)格劃分。
⑤防真設(shè)置:觸摸屬性為Contact,沖擊速度設(shè)置為100m/s,核算剖析步時刻為5E-5s,設(shè)置20個剖析步,選用job模塊進行求解。
2 單磨粒鈍化刃口防真結(jié)果
(1)刀具刃口應(yīng)力改變規(guī)則
單磨粒對刀具刃口效果的應(yīng)力矢量云圖見圖1。由圖可知,碳化硅磨粒在沖擊刀具刃口時,刀具刃口外表會發(fā)生微小的變形,刃口遭到的應(yīng)力巨細(xì)在觸摸區(qū)以圓弧狀向四周擴展,一起應(yīng)力以觸摸點為中心向四周逐步衰減。刃口被沖擊的外表略微下凹,就像一個小球在地上砸出了一個坑相同。
圖1 單磨粒對刀具刃口效果的應(yīng)力散布
(2)刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系
刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系見圖2。在刀具刃口沖擊區(qū)域內(nèi),越靠近磨粒沖擊點中心,刀具刃口應(yīng)力越大;越遠(yuǎn)離磨粒與刃口的沖擊區(qū)域,刀具刃口所受的應(yīng)力越小。
(3)刀具刃口的位移改變規(guī)則
單磨粒對刀具刃口效果的位移曲線見圖3。在刀具刃口鈍化進程中,碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時間短。當(dāng)碳化硅磨粒從0時刻開端運動且當(dāng)時刻到達7.5E-06s時,碳化硅磨粒的位移到達蕞大。爾后,磨粒開端反彈。
圖2 到效果點中心的間隔所對應(yīng)的應(yīng)力關(guān)系
圖3 刀具刃口的位移改變規(guī)則
(4)單磨粒速度改變規(guī)則
磨粒在與刃口觸摸時,與刃口之間的效果速度逐步減小,隨后反彈(見圖4)。
圖4 磨粒速度改變規(guī)則
3 多磨粒防真模型的樹立及結(jié)果
選用三顆磨粒重復(fù)沖擊,研討多磨粒對刀具刃口的鈍化。邊界條件與資料參數(shù)及邊界的界定與單磨粒模型共同。沖擊速度為300m/s,多磨粒對刀具刃口鈍化的防真模型見圖5。
圖5 多磨粒對刀具刃口效果的防真模型
(1)刀具刃口的應(yīng)力散布
圖6為地一顆磨粒對刀具刃口沖擊的應(yīng)力云圖。由圖可知,在地一剖析步t=2.5003E-06s時,刀具刃口無太大改變,受磨粒沖擊的中心遭到的應(yīng)力蕞大,蕞大應(yīng)力值為2238MP;當(dāng)?shù)诙w磨粒對同一位置進行沖擊后,刀具刃口所受應(yīng)力區(qū)域顯著增大,所產(chǎn)生的蕞大應(yīng)力值為2341Mpa;當(dāng)?shù)谌w磨粒沖擊刀具刃口時,刀具刃口遭到的應(yīng)力效果區(qū)域進一步增大,蕞大應(yīng)力值為2440Mpa,較前兩次沖擊有所進步。
圖6 地一顆磨粒沖擊刀具刃口的應(yīng)力散布
(2)磨粒速度改變規(guī)則
多磨粒沖擊刀具刃口的速度改變規(guī)則見圖7。在0s時,地一顆磨粒開端與刀具刃口磕碰,隨后磨粒速度開端下降,直至越過零點成為負(fù)值。磨粒速度為負(fù)是因為磨粒發(fā)生了回彈,磨粒對刀具刃口產(chǎn)生磨損。在1.0E-5s、2.0E-5s時,第二顆磨粒、第三顆磨粒分別與刀具刃口效果,效果方式和地一顆磨粒相同。
圖7 三顆碳化硅磨粒速度改變規(guī)則
刀具刃口在三顆磨粒沖擊下的位移曲線見圖8。地一顆碳化硅磨粒在對刀具刃口沖擊后會構(gòu)成一個的沖蝕坑,接著第二顆、第三顆磨粒重復(fù)沖擊,沖蝕坑不斷增大,多磨粒的沖擊會使沖蝕坑越來越大。
圖8 刀具刃口遭到重復(fù)沖擊的位移改變
(4)多磨粒對刀具刃口效果的能量改變規(guī)則
刀具刃口鈍化的進程也是能量交換的進程。因為刀具刃口與渙散固體磨粒不斷地沖擊磕碰,在鈍化進程中發(fā)生了磨粒動能和刀具刃口內(nèi)能的交換,其能量改變見圖9。
圖9 刀具刃口鈍化的能量改變
由圖9可知,碳化硅磨粒在觸摸刀具刃口后速度開端下降,約在2E-05s時到達蕞低。磨粒的動能因為速度的減小而減小,大約在2E-05s時到達蕞低。一起,刀具刃口內(nèi)能因為磨粒的沖擊呈現(xiàn)出接連上升趨勢,二者能量曲線基本對稱,磨粒所消耗的動能基本轉(zhuǎn)化成為刀具刃口內(nèi)能,使得刀具刃口進行鈍化。
小結(jié)
選用ABAQUS有限元剖析軟件樹立了磨粒對刀具刃口沖擊的防真模型,研討了磨粒沖擊刀具刃口時磨粒速度、刃口應(yīng)力、刃口位移和能量等的改變規(guī)則。首要定論如下:
(1)當(dāng)單磨粒對刀具刃口進行鈍化時,刀具刃口的應(yīng)力在沖擊區(qū)域以圓弧狀向四周擴展。碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時間短,磨粒從零時刻開端運動,當(dāng)時刻到達7.5E-06s時,碳化硅磨粒的位移到達蕞大,爾后,磨粒開端反彈。
(2)當(dāng)多碳化硅磨粒對刀具刃口進行不斷沖擊時,受力區(qū)域不斷增大,刀具刃口所受應(yīng)力增大,沖蝕坑不斷增大。