段春争
,
王敏杰
,
于海洋
材料科学与工艺
为了揭示高速切削过程中切屑形成以及刀具-切屑界面摩擦机理,对剪切区内剪切带及白层进行了微观观察和分析.利用光学显微镜,SEM,电子探针,TEM和X射线衍射等方法对高速切削淬硬钢锯齿状切屑剪切变形区内变质层的微细组织进行了观察,对变质层的微结构本质及其形成机理进行了分析.研究表明：在锯齿状切屑锯齿之间的第一变形区存在绝热剪切带,由切屑基体到剪切带中心依次出现马氏体板条、沿剪切方向拉长并被位错分割的板条和等轴晶粒等不同的微结构特征;在切屑底部的第二变形区存在白层,其微结构显示了非晶组织特征.剪切带形成过程中没有相变发生,其形成是基于一种旋转式动态再结晶机制,白层的形成过程中发生了非晶转变和马氏体相变,形成机理属于相变机制.
关键词:
高速切削
,
变质层
,
绝热剪切带
,
再结晶,相变
焦锋
,
牛赢
,
赵波
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.040
镍基高温合金、钛合金等材料具有良好的高温强度、耐热性和耐腐蚀性等优异性能,已广泛应用于航空航天领域,然而这些材料属于典型的难加工材料,其相对切削加工性能很差,且已加工表面易产生显著残余拉应力,严重影响零部件使用寿命及性能.通过适当的方法调整和控制已加工表面的残余压应力,可以明显提高零件疲劳强度和耐腐蚀性.压应力制造技术是指以获得残余压应力为目标的制造技术,是一种典型的抗疲劳方法.将超声技术与其他加工方法复合实现残余压应力的主动控制,是目前抗疲劳制造技术的主要方法之一.然而,由于受超声加工的临界速度限制,超声与高速复合加工的研究相对较少,但两者均是目前压应力制造领域高度关切的先进加工方法,如果两者能有效复合,必将使核心部件制造在保证更加优良的抗疲劳性能的同时,获取更高的效率.通过分析铣削加工、高速加工以及超声振动加工中残余应力的研究现状,提出可将高速加工和超声振动加工相结合,从而实现难加工材料的高效压应力制造.
关键词:
难加工材料
,
压应力
,
高速加工
,
超声振动加工
,
残余应力
,
抗疲劳制造
何志坚
,
周志雄
,
黄向明
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160405
为建立连续介质材料高速切削的材料本构关系模型，以45CrNiMoVA材料为研究对象，通过准静态扭转试验和直角自由切削试验相结合的方法，建立了满足高速切削仿真要求的45CrNiMoVA材料的Johnson?Cook本构模型。采用建立的Johnson?Cook本构模型参数，利用ABAQUS有限元分析软件建立了直角自由切削的有限元模型，对切削过程中的切屑厚度、主切削力、进给抗力进行了仿真，并将仿真预测值同试验测量值进行了对比。结果表明：由于切削仿真过程中刀具不存在磨损，进给抗力的仿真误差较大；主切削力和切屑厚度的仿真预测值与试验测量值的误差在10％之内，模型的准确度较好。最后，利用VB和C语言，开发了Johnson?Cook材料本构集成建模系统，并验证了其使用效果的实用性。
关键词:
45CrNiMoVA
,
高速切削
,
本构模型
,
集成建模系统
,
有限元仿真
