【正文】 、W=圖413 20176。倒角切削溫度隨時(shí)間變化圖24圖410 不同倒角角度下的最大切削溫度變化圖24圖411 A=20176。倒角切削溫度隨時(shí)間變化圖23圖48 30176。所以在切削硬度較高的材料和需要保證一定加工效率的切削加工中，使用倒角刀具會(huì)更好。在切削較硬的金屬材料時(shí)，無倒角刀具的會(huì)受到更大的進(jìn)給抗力，使切削很難進(jìn)行，其鋒利的刀刃在切削剛開始時(shí)更容易崩壞。另外，高的切削溫度也會(huì)影響刀具的使用壽命，降低某些刀具材料的強(qiáng)度，加速磨損。工件和刀具在切削過程中都會(huì)受熱膨脹，溫度越高，膨脹變形越大，從而影響加工質(zhì)量。時(shí)，有效應(yīng)變幾乎不受倒棱投影長(zhǎng)度變化的影響。倒棱投影長(zhǎng)度和倒角角度對(duì)切削有效應(yīng)力幾乎沒有影響,切削有效應(yīng)力的最大值始終穩(wěn)定在某一數(shù)值，最大有效應(yīng)力的加工區(qū)域也相對(duì)固定，在考慮應(yīng)力條件的倒角刀具切削加工中，倒棱投影長(zhǎng)度和倒角角度這兩個(gè)條件完全可以忽略。由于最大切削溫度主要集中在刀具倒棱附近，切削時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)刀具在該區(qū)域的磨損與尺寸變形的檢查，以免影響加工質(zhì)量。倒角45176。表62 不同倒角刀具的最大有效應(yīng)變刀具無倒角刀具20176。倒角刀具則不會(huì)存在這種問題，由于其刀刃帶有倒角，會(huì)使切削開始時(shí)有一定的緩沖，且切削效率會(huì)更高。這一結(jié)果反應(yīng)了在實(shí)際的切削中，無倒角刀具的切削效率要低于倒角刀具，這是由于其鋒利的刀刃限制。，同樣。倒角能夠影響刀具的使用壽命，當(dāng)?shù)毒叩菇亲钚r(shí)，刀具的使用壽命最大。C484176。C422176。倒角45176。表61 不同倒角刀具的最大切削溫度刀具無倒角刀具20176。另外，高的切削溫度也會(huì)影響刀具的使用壽命，降低某些刀具材料的強(qiáng)度，加速磨損。由于有相對(duì)高的切削溫度，無倒角刀具的切削精度更難把握。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，有倒角刀具的切削溫度遠(yuǎn)高于無倒角刀具的切削溫度，最小都相差達(dá)97176。最大應(yīng)變率發(fā)生在剛開始切削時(shí)，達(dá)到了42700(mm/mm)/sec，說明開始切削時(shí)刀具對(duì)工件的切削變形較大。圖61 網(wǎng)格形式的切削溫度變化圖62 曲線形式切削溫度變化 從圖43可以看出，105 s開始有效應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定值1200MPa。從圖41可以看出，無倒角刀具切削時(shí)，最高切削溫度可以達(dá)到325176。第六章 無倒角刀具與倒角刀具的對(duì)比分析無倒角刀具（倒角A =0176。時(shí)，有效應(yīng)變幾乎不受倒棱投影長(zhǎng)度變化的影響。因此，在考慮應(yīng)力條件的倒角刀具切削加工中，倒角角度這一條件也完全可以忽略。刀具倒角角度對(duì)切削過程有效應(yīng)力幾乎沒有影響。通過模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)刀具倒角角度A與切削溫度成正比關(guān)系，且對(duì)切削溫度的影響要比倒棱投影長(zhǎng)度變化更為明顯。在W值固定的情況下，最大有效應(yīng)變率會(huì)隨A值的增大而增大。倒角的刀具能保持工件有效應(yīng)變穩(wěn)定，更好進(jìn)行加工。時(shí)的有效應(yīng)變折線近乎水平，說明在該條件下,最大有效應(yīng)變幾乎完全不受W數(shù)值變化影響。從圖中也可以看出，W=，說明在W=，最大有效應(yīng)變受A值的變化影響較小。而在A =45176。由于模擬實(shí)驗(yàn)所得曲線圖精度較低，無法分析W的變化與有效應(yīng)變到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間之間的關(guān)系，且每組相同倒角條件的實(shí)驗(yàn)中有效應(yīng)變到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間都沒有明顯的規(guī)律。至45176。從三段折線增加的幅度上看，A的變化對(duì)于每階段有效應(yīng)變數(shù)值增幅的影響都較小，上升幅度基本相同，但是橫坐標(biāo)不是時(shí)間，所得數(shù)據(jù)中每段過程時(shí)間不一樣，所以切削有效應(yīng)變的變化速率并不相同。在忽略上升階段后，我選取各階段的端點(diǎn)值，將原本的曲線圖轉(zhuǎn)換成為了折線圖。在A值增大的情況下，整體材料的有效應(yīng)力區(qū)域反而有所減少，但最大有效應(yīng)力區(qū)域仍然維持在第一變形區(qū)的范圍內(nèi)，并沒有發(fā)生偏移，說明A數(shù)值的變化與W數(shù)值的變化結(jié)果一樣，也不會(huì)影響切削時(shí)工件材料的有效應(yīng)力的最大值區(qū)域。刀具模擬切削有效應(yīng)力網(wǎng)格圖圖512 W =、A =45176。由于最大值的穩(wěn)定，104s這一范圍內(nèi)變化，沒有明顯規(guī)律，說明倒角角度的變化也不影響有效應(yīng)力到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間。這一范圍的倒角刀具應(yīng)該要慎重選擇，且應(yīng)該優(yōu)先考慮刀具倒角角度，否則最大切削溫度可能會(huì)有超出設(shè)定值的增加，從而影響到加工的尺寸精度和質(zhì)量。所以在需要控制最大切削溫度變化的切削加工時(shí)，20176。之間變化時(shí)，都能夠比較明顯地影響最大切削溫度。但隨著倒角角度A的增大，不同W值下最大切削溫度折線的增大趨勢(shì)還是十分明顯，與倒棱投影長(zhǎng)度對(duì)最大切削溫度的影響相比不同，倒角角度在整個(gè)變化范圍20176。從圖中我們可以看到，倒角角度的變化也影響最大切削溫度。說明切削溫度與倒角角度成正比關(guān)系。 在圖5圖5圖59中雖然倒棱投影長(zhǎng)度不同，但反應(yīng)的變化情況基本相似，溫度上升地非常有規(guī)律。的折線圖，以方便對(duì)比。、30176。圖56 各種倒角角度下有效應(yīng)變率情況曲線圖 通過模擬實(shí)驗(yàn)，在倒棱投影長(zhǎng)度固定的情況下，切削溫度隨著倒角角度A的增大而有明顯增加。 (b): A =30176。時(shí)振幅最小，頻率也較小，曲線表現(xiàn)得更加平滑，說明W的增大可以改善應(yīng)變情況，使切削過程更加流暢，有助于提高已加工表面質(zhì)量。從圖46可以看出，有效應(yīng)變率的變化規(guī)律從開始時(shí)的達(dá)到最大有效應(yīng)變率之后振蕩下降到一個(gè)穩(wěn)定值。(c): A =45176。(a): A =20176。在A =45176。 從下圖中我們還可以看到，切削過程的有效應(yīng)變主要發(fā)生在切屑與刀刃接觸的地方，然后依次沿遠(yuǎn)離刀刃的方向減小，刀具由于是理想剛性，所以沒有發(fā)生變形。網(wǎng)格圖中，應(yīng)變主要發(fā)生在倒角面刀刃處，并且A值越大，最大有效應(yīng)變區(qū)域越靠近倒角面刀刃。 (c): A =45176。 (a): A =20176。時(shí)，應(yīng)變曲線振蕩較其它角度時(shí)明顯，振幅也較大，在使用45176。時(shí)，應(yīng)變曲線比較平滑，基本在切削過程中工件變形平穩(wěn)變化，刀刃切削比較順利。時(shí),，其應(yīng)變曲線有比較明顯的四階段：上升——穩(wěn)定——上升到最大值——穩(wěn)定。在A =20176。 (c) : A =45176。 (a): A =20176。三種倒角角度下模擬得到的有效應(yīng)力與時(shí)間的變化情況，三條曲線幾乎沒有不同，在到達(dá)最大值后曲線變得非常平滑，幾乎沒有振蕩。、30176。 (c) : A =45176。(a) (b) (c)(a): A=20176。圖51 各種倒角角度下切削溫度情況圖 圖52反應(yīng)了在固定倒棱投影長(zhǎng)度的條件下，以W=，切削溫度隨時(shí)間的變化情況。(b): A =30176。C的范圍內(nèi)，雖然有增加的情況，但幅度較小，總體上說，沒有隨A的變化而出現(xiàn)明顯改變。的區(qū)間最大切削溫度增幅較小第一變形區(qū)內(nèi)的切削溫度和分布范圍大致相同，其切削溫度維持在120176。這一范圍的最大切削溫度變化較大，30176。和W的變化有類似的情況，當(dāng)在20176。時(shí)，最大切削溫度增加到了484176。時(shí)，最大切削溫度為461176。時(shí)最大切削溫度為 422176。時(shí)），可以看出倒角角度的改變也使得刀刃切削作功重心有所改變，倒角角度的增大令到倒角面處的刀刃切削功率增大，金屬材料變形和刀具摩擦作功更加劇烈，才使得材料的最大切削溫度區(qū)域向倒角面偏移。從圖51的圖中我們可以看到，曲線H所圍住的區(qū)域?yàn)樽畲笄邢鳒囟葏^(qū)，該區(qū)域隨著倒角角度A的增加而有所下移，從最大切削溫度區(qū)域位于刀刃前刀面和倒角面交界附近（A =20176。在比較了各種倒棱投影長(zhǎng)度W下，倒角角度A變化所得的模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我發(fā)現(xiàn)它們的特點(diǎn)相似，沒有必要再文章中全部介紹出來，所以選用W =，但在數(shù)據(jù)分析一節(jié)中會(huì)加入倒角角度W=。模擬完成后，進(jìn)入后處理模塊查看結(jié)果，相對(duì)應(yīng)的結(jié)果以圖形形式輸出，根據(jù)具體分析的需要：切削溫度和有效應(yīng)變采用線圖和曲線圖結(jié)合的形式；有效應(yīng)力和有效應(yīng)變率采用曲線圖的形式。考慮切削應(yīng)變條件和需要控制材料應(yīng)變情況的切削加工中，在選擇倒角刀具時(shí)應(yīng)當(dāng)注意這點(diǎn)。倒棱投影長(zhǎng)度對(duì)切削有效應(yīng)力幾乎沒有影響,切削有效應(yīng)力的最大值始終穩(wěn)定在某一數(shù)值，最大有效應(yīng)力的加工區(qū)域也相對(duì)固定，在考慮應(yīng)力條件的倒角刀具切削加工中，倒棱投影長(zhǎng)度這一條件完全可以忽略。通過模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)倒棱投影長(zhǎng)度W與切削溫度成正比關(guān)系，由于最大切削溫度主要集中在刀具倒棱附近，切削時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)刀具在該區(qū)域的磨損與尺寸變形的檢查，以免影響加工質(zhì)量。在刀具倒角固定的情況下，W=，最大有效應(yīng)變率會(huì)隨W增大而增大；在W=，最大有效應(yīng)變率幾乎不受W變化的影響。圖413 20176。倒角較小，不能很好地反應(yīng)W和最大有效應(yīng)變的關(guān)系。時(shí)相對(duì)較小，通過三角函數(shù)換算，倒角刀具W的變化對(duì)于倒棱長(zhǎng)度變化的影響相對(duì)于30176。的條件下就有所不同，在W=，最大有效應(yīng)變隨W增大而增大，但在W=，最大有效應(yīng)變反而隨W的增大幾乎沒有變化，甚至有所降低。但是A =30176。圖414顯示了各W值下最大有效應(yīng)變變化情況，A =20176。從三段折線增加的幅度上看，W的變化對(duì)于每階段有效應(yīng)變數(shù)值的影響都較小，上升幅度基本相同，但是由于每段過程時(shí)間不一樣，所以切削有效應(yīng)變的變化速率并不相同。和45176。圖413是20176。、W =（2）通過對(duì)有效應(yīng)變曲線圖的對(duì)比分析，所有的曲線圖都可以近似地看成是由四段折線組成，它們可以分為：上升——維持穩(wěn)定——上升到最大值——穩(wěn)態(tài)這四個(gè)過程。圖411 A =20176。在W值增大的情況下，雖然整體材料的有效應(yīng)力區(qū)域增加，但最大有效應(yīng)力區(qū)域仍然維持在第一變形區(qū)的范圍內(nèi)，并沒有隨之變大，說明W數(shù)值的變化也不會(huì)影響切削時(shí)工件材料的有效應(yīng)力的最大值區(qū)域。由于最大值的穩(wěn)定，104s這一范圍內(nèi)變化，沒有受到W變化的影響。 圖410 不同倒角角度下的最大切削溫度變化圖、應(yīng)變及應(yīng)變率的影響（1），已經(jīng)發(fā)現(xiàn)倒棱投影長(zhǎng)度對(duì)切削有效應(yīng)力幾乎沒有影響。C之間。C,其它倒角的增幅也只是在12176。C的增幅；，最大切削溫度雖然也有增加，但是增加不多：20176。C，增幅達(dá)49176。倒角時(shí)從422176。從圖中我們可以看到，倒棱投影長(zhǎng)度的變化影響最大切削溫度。和 45176。倒角切削溫度隨時(shí)間變化圖圖410顯示的是最大切削溫度的變化情況，匯總了三種倒角角度20176。倒角切削溫度隨時(shí)間變化圖圖48 30176。說明切削溫度與倒棱投影長(zhǎng)度成正比關(guān)系。 圖4圖4圖49雖然倒角角度不同，但反應(yīng)的變化情況基本相似。時(shí)的切削溫度變化情況，每幅圖中都匯總了三種W值的折線圖，以方便對(duì)比。、30176。W的增大能夠使曲線振幅減少，在W=，曲線表現(xiàn)得更加平滑，說明W的增大可以改善應(yīng)變情況，使切削過程更加流暢，有助于提高已加工表面質(zhì)量(a):W= (b):W=(c):W=圖46 各種倒棱投影長(zhǎng)度下的有效應(yīng)變率變化曲線圖 通過模擬實(shí)驗(yàn)，在倒角角度固定的情況下，切削溫度隨倒棱投影W的長(zhǎng)度增大而有明顯增加。時(shí)的有效應(yīng)變率，與有效應(yīng)變的情況相似。在工件材料的第一變形區(qū)內(nèi)，切削開始一段時(shí)間后，有效應(yīng)變趨于穩(wěn)定，維持在一定得數(shù)值。(a):W=(b):W=(c):W=圖44 各種倒棱投影長(zhǎng)度下的有效應(yīng)變變化曲線圖通過圖45我們也可以直觀地了解到切削中倒棱投影長(zhǎng)度W對(duì)有效應(yīng)變的影響，應(yīng)變主要發(fā)生在與刀具刀刃接觸的區(qū)域，隨著W的增大，倒角刀刃處的應(yīng)變?cè)絼×液兔黠@，數(shù)值也在上升。模擬實(shí)驗(yàn)中，W=，而在W=，說明在A =20176。時(shí)隨著倒棱投影長(zhǎng)度W的增加，有效應(yīng)變也會(huì)增大。 (a):W= (b):W=(c):W=圖43 各種倒棱投影長(zhǎng)度下的切削有效應(yīng)力變化曲線圖刀具倒角A =20176。時(shí)的有效應(yīng)力情況，圖43分別顯示了W=、從圖中可以看到倒棱投影長(zhǎng)度W對(duì)于切削有效應(yīng)力幾乎沒有影響。上：W = 中： W = 下：W =圖41 各種倒棱投影長(zhǎng)度下的切削溫度分布圖圖42是切削溫度變化曲線圖，反應(yīng)了切削溫度隨時(shí)間的變化情況，可以看到，隨著倒棱投影長(zhǎng)度W的值的增大，由于