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淬硬轴承钢锯齿形切屑形成机理
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG506.1[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50705061)
中文摘要:

针对淬硬轴承钢在硬切削过程中产生的锯齿状切屑,建立了基于Abaqus/Explicit的正交切削热-力耦合有限元模型,仿真分析了AISI52100轴承钢在低、高速切削条件下锯齿状切屑的形成过程,其随时间变化的应力场、温度场和网格变形及其绝热剪切机理.结果表明:切削淬硬轴承钢时,首先在刀尖前方形成窄短的水平绝热剪切带;随着前刀面对工件材料的挤压作用增强,水平绝热剪切带由远离刀具的端部沿剪切平面扩展到自由表面;随着绝热剪切带的继续滑移,逐步形成了锯齿切屑而促使裂纹产生;切削速度效应加速了剪切带与自由表面交界处微裂纹的产生,并使微裂纹向刀尖扩展;第2变形区的摩擦对锯齿切屑起到了增强作用.

英文摘要:

A thermal-mechanical orthogonal cutting finite element model(FEM) was established by Abaqus/Explicit to explore the saw-tooth chip formation process and mechanism in hard turning AISI 52100 steel.The observation of stress distribution,temperature distribution and mesh distortions along cutting time in high and low speed machining processes contributes to demonstrate the adiabatic shear mechanism of saw-tooth chip formation process of AISI 52100 bearing steel.Firstly,a short horizontal adiabatic shear band initiates in front of the rake face;the short band gradually extends to the free surface from the end of the shear plane as the rake face advances to push the work material more severely;saw-tooth chip forms as the adiabatic shear band slides."Adiabatic shear" is the primary mechanism to form saw-tooth chip morphology in machining AISI 52100 bearing steel,crack initiates after the formation of adiabatic shear band;cutting speed is the driving force of the micro-crack initiation in shear band and subsequent propagation to the tool tip.The friction condition in second shear zone strengthens the tendency of saw-tooth chip formation process.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30903