（材料加工工程专业论文）超细晶粒ti（cn）基金属陶瓷刀具与切削性能研究.pdf

力的 变化及大 小， 对前述物理实验中的 现象进行分析， 更加合理地解释了物理实验的现象， 使人们更加 清晰 地理 解切削的内部现象， 更好地研究切削 机理， 为新材料刀具的研发提供依 据; 基于三维切削模拟， 得到了刀具 磨损量的 适时 变化和总磨损值的 变化趋势， 在此基础上， 成功地对不同刀具前角进 行了仿真，由 此得出 不同 切削 前角刀 具的 磨损、 温度及等效应力的 变化曲线。 上述的研究表明， 如果精选成分并对刀具的 几何外形和切削参 数进行优化，超细晶粒 r ( c ,n ) 基金属陶瓷 将是非常 有希望的刀 具材料; 三维数值模拟技术为研究刀具 磨损、 优化刀具 的几何参数 和匹 配切削对象提供了依 据， 为新刀具的开 发降 低了 成本， 提高了 效率. 最后，对全文进行总结并对未来工作提出了建议。 关键词: t i ( c ,n ) 基金属陶瓷，显微组 织，力学 性能， 切削性能， 磨损机 理， 数值模拟 abs tract w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f h i g h s p e e d p r e c i s i o n c u t t in g a n d n u m e r i c c o n t r o l t e c h n i q u e , th e n ee d f o r t h e c u tt e r w i t h h i g h p e r f o r m a n c e i s i n c r e a s i n g e v e ry d a y . t h e r e a r e s o m e a d v a n t a g e s i n c e r m e t c u tt e r , s u c h a s g o o d w e a r r e s i s ta n c e a n d h i g h t e m p e r a t u r e m e c h a n i c a l p r o p e rt i e s a n d s o o n , b u t i t s a p p li c a t io n h a s b e e n l imi t e d f o r it s b r i tt l e n e s s . ma n y r e s e a r c h w o r k s h a v e b e e n d o n e in o r d e r t o i n c r e a s e t h e t o u g h n e s s . b a s e d o n t h e p r e v i o u s s t u d i e s , u l t r a - f in e g r a d e t i ( c ,n ) - b a s e d c e n n e t c u t t e r w a s p r e p a r e d a n d i t s m a c h i n a b i l i ty w a s s t u d i e d . f i n i t e e l e m e n t c u t t in g m o d e l s w e r e b u i l t a n d t h e c u t t i n g p ro gr e s s w a s s i m u l a t e d b y u s i n g f in i te e l e m e n t s o ft w a r e . c a l c u l a t i n g r e s u l t s s u c h a s t h e c u t s t a t u s , w e a r r e s i s t a n c e ”w e l l a s th e d i s t r i b u t i o n o f c u t t i n g f o r c e a n d t e m p e r a t u r e b e t w e e n t h e t o o l a n d w o r k - p i e c e w e r e o b t a i n e d . i n th e f i r s t p a r t, t h e i m p o r ta n c e o f m a c h i n i n g i n n a t i o n a l e c o n o m y , t h e n e e d f o r c u tt i n g - t o o l , t h e d e v e l o p - b a c k gr o u n d o f c u tt e r , p r o b l e m s e x i s t e d , a s w e ll a s t h e d e v e l o p i n g tr e n d o f c e r m e t w e re i n t r o d u c e d . t h e d e v e l o p m e n t p r o c e s s , m i c r o s t r u c t u r e s a n d p r o p e r ti e s o f t i ( c ,n ) - b a s e d c e rm e t a n d i t s 即 p li c a t i o n in c u t t i n g - t o o l a r e a , d e v e l o p m e n t s t a t u s a n d t r e n d o f n a n o c e a n e t s w a s o u t l i n e d c o m p l e x i ty o f m e t a l - c u tt i n g t e c h n i q u e , d e v e l o p m e n t h i s t o ry a n d s t a t u s o f s i m u l a t i o n t e c h n i q u e o f m a c h i n i n g p r o c e s s a n d p r o b l e m s p r e s e n te d a r e a l s o o u t li n e d . n e x t , t h e m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , m e c h a n ic a l p r o p e rt i e s a n d m i c r o s t r u c tu r e o f u l t r a - f in e g r a i n e d t i ( c , n ) - b a s e d c e n n e t s h a v e b e e n d i s c u s s e d i n d e ta i l . a s p e c i a l a t te n t i o n i s p a i d t o th e r e l a ti o n s h i p b e tw e e n th e c o m p o s i t i o n , m i c r o s t r u c t u r e a n d m a c r o -m e c h a n i c a l p r o p e rt y , th e i n fl u e n c e o f r a w p o w d e r s i z e o n t h e m i c ros tr u c t u r e a n d m e c h a n ic a l p r o p e rt y o f ma t e r i a l a s w e l l a s t h e a d d i t i o n o f t ic , t i n , mo , c o o n m a t e r i a l s w a s s t u d i e d . t h e r e s u l t s d e n o t e th a t : 1 ) t h e h a r d n e s s o f c e r m e t i n c r e a s e s w i t h t h e d e c r e a s e o f c e r a m i c p a r t i c l e s i z e w h i l e i t s b e n d i n g s t r e n g th a n d f r a c t u r e t o u g h n e s s s h o w s a n o p p o s i t e t r e n d t o h a r d n e s s . 2 ) i f th e r a w m a t e r ia l c o n t a i n s t o o m u c h o x y g e n o r to o m u c h t n, i t w i ll l e a d t h e d e c a r b o n i z a ti o n . a n e w c o m p o u n d a p p e a r e d i n c e rm e t s w h i c h c a n b e w r i tt e n a s ( n i2 m o z .5 wl 3 ) c x . t h e p r e s e n c e o f t h i s p h a s e s e e m s t o b e b e n e fi c i a l to h a r d n e s s , h o w e v e r , h a r m f u l t o s t r e n g t h a n d t o u g h n e s s . 3 ) a n e w t y p e w h i t e c o r e - g r a y i s h r im g a i n a p p e a r e d i n c e r m e ts f a b r i c a t e d fr o m s u b - m i c r o n s i z e d t i ( c 为 s ta r t i n g p o w d e r s . i t w a s b e l i e v e d t h a t p r o m o t e d d iff u s i o n a l r e a c t io n c a u s e d b y u l t r a - f in e r a w p o w d e r s l e d t o t h e f o r m a t i o n o f t h i s n e w c o r e l r im g r a i n w h ic h h e l p s t o i m p r o v e t h e s t r e n g t h a n d to u g h n e s s o f t h e m a t e r i a l . 4 ) m o a d d i t i o n p la y e d a n i m p o r t a n t rol e in d e t e r m i n i n g th e m i c r o s t r u c t u r e o f t h e c e r m e t s . s i n c e t h e w e t t a b i l i ty o f c o t o t i ( c , n ) i s b e t t e r t h a n th a t o f n i , th e i n t e r f a c e s t r e n g t h b e t w e e n c e r a m i c p h a s e a n d b in d e r p h a s e c o u l d b e s t r e n 幽e n e d w h e n b i n d e r p h a s e i s c o m p o s e d o f n i+ c o . 5 ) t h e re a r e l o t s o f t y p i c a l g r a i n s , i . e . b l a c k c o r e - g r a 如 s h r im g r a in s 加c e r m e ts w h i c h p r e p a r e d w i th m i c r o - s i z e d t i c p o w d e r s . i n c e r m e t s p r e p a r e d w it h s u b -m i c r o n t i ( c ,n ) r a w p o w d e r s , e x c e p t t y p i c a l g r a i n s , s o m e e x h i b i t c o r e l e s s g a i n s . a t t h e s a m e t i m e , a n e w k i n d o f g a in s w it h w h i t e c o r e - gr a y i s h r i m w a s f o u n d . i t w a s f o u n d t h a t t h e w h it e c o r e m a i n ly i s ( w , mo , t i ) ( c ,n ) s o l i d s o l u t i o n . t h e m a c h i n a b i l i ty o f t w o gr o u p e x p e r i m e n t a l c u tt e r i n s e r t s a g a i n s t a i s i 1 0 4 5 c a r b o n s t e e l w a s s tu d i e d . e ff ec t o f c u t t i n g f o r c e a n d f e e d r a t e o n th e t o o l li f e a s w e l l a s m e c h a n i s m w a s a l s o d i s c u s s e d . r e s u l t s s h o w th a t i n h ig h s p e e d t u rn i n g , o x i d a t i v e a n d d i f f u s i o n w e a r a r e t w o m a in m e c h a n i s m s b a s e d o n r i g id - p l a s t i c fi n i t e e l e m e n t m e t h o d , t h e r m a l c o u p l in g f in i t e e l e m e n t m o d e l s o f 2 d a n d 3 d w e r e b u i l t , t h e k e y p r o b l e m s e x i s t e d s u c h a s fr i c t io n m o d e l , s e p a r a t e , b r e a k c r i t e r i o n b e t w e e n c h ip a n d w o r k - p i e c e , w e a r m o d e l a n d c o m p o s i t e m o d e l o f n e w c u tt e r a n a l y z e d . t h e r e s u lt s o f s i m u la t io n c o r r e l a t e w e l l w i th t h e e x p e ri me n t . s o m e d a t e s , f o r e x a m p l e , t h e d i s t r i b u ti o n o f s tr e s s - s t r a i n , t e m p e r a t u r e , t h e c h a n g e a n d m a g n i t u d e o f c u t t i n g f o r c e , a r e o b t a i n e d t h r o u g h a n a l o g c o m p u t a ti o n . b a s e d o n a b o v e w o r k s , t h e p h e n o m e n o n c a n b e e x p l a in e d m o r e r e a s o n a b le . t h e w o r k s p r o v i d e s t h e b a s i s t o b e t t e r u n d e r s t a n d th e i n t e r n a l p h e n o m e n o n d u r i n g c u t ti n g p r o c e s s . b a s e d o n 3 d c u t t i n g s im u l a ti o n , t h e c h a n g e s o f t i m e , t h e c u tt e r w e a r i n g c a p a c i ty a n d t h e t o t a l v a l u e o f th e w e a r tr e n d w e re o b t a in e d . t h e f in i t e e le m e n t c u t ti n g m o d e l w i t h d i ff e r e n t r a k e a n g l e s w a s s i m u l a t e d t h e w o r k s a b o v e - m e n ti o n e d s h o w s t h a t : u l t r a - f ine gra d e t i ( c ,n ) - b a s e d c e r me t w i ll b e a p r o m i s i n g c u t t e r m a t e r i a l i f a p p r o p ri a t e g e o m e t ry a n d c u t t in g p a r a m e t e r s w e r e a d o p t e d . t h r e e - d im e n s i o n a l n u m e r i c a l s im u l a ti o n c a n p ro v i d e t h e b a s i s f o r s t u d y i n g c u tt i n g - t o o l w e a r , o p t im i z i n g th e g e o m e try a n d c u t ti n g p a r a m e t e r s , r e d u c in g t h e c o s t a n d i m p r o v e th e e f fi c i e n c y . f i n a ll y , th e w h o l e w o r k s w e r e s u m ma r i z e d a n d s o m e s u g g e s ti o n s o n f u t u r e w o r k s p r o p o s e d k e y w o r d s : t i ( c ,n ) - b a s e d c e rm e t s , m i c ro s t r u c t u r e , m e c h a n i c a l p r o p e r t y , c u t t in g p e r f o r m a n c e , w e a r m ech a n i s m, n u me r i c a l s i m u l a t i o n 插图清单 图1 - 1 t i ( c , n ) 基 金属陶瓷典型显微结构的 示意图，. :. ” ” 一 “ ” 一 ” . “ “ “ :，. .“ ” . 一 ” ” . 7 图 2 - 1主要工艺过程流程图.一 . 一 ，. . ” 甲 . - . . . . 一” . “ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 图2 - 2激光粒 度分析仪测 得的原 始粉末的粒径分布图. . . 一 “ ” ” ” ，. :.” ” 一“ 一” . ” ” . ，. “ 一 1 9 图2 - 3 主要原 料粉末的s e m 显微 照片. ，. . “ ” -. . .一 “ . . . . . . . . . . . . . . . .” 一 ，. ” :.” .- . .，. 2 0 图2 - 4 成形压力与 压坯相 对密度的 关系二 ” 一“ .“ 一“ :，. ” ，. ” ” “ . “ . ，. :. ”“. . . . . . . 2 2 图 2 - 5脱胶工艺曲线” ” ”. “ 二 “ . “ ， ， “ ” “ ” . ， 一 ， ” ” .“ . . .一 ” .“. .“2 3 图 2 - 6烧结工艺曲线 “ “ “ ” :.”一 “ 一 “ . ” . ， . “ . ” . ” ，” . ，:. ，. ” . ” . ” 一 ” . . . . . . 2 3 图 2 - 7 三 点 弯 曲 试 样 及 加 载 方 式 ，一 “ 二 “ 一“ “ 一 ，. “ ” :. ” “ . “ “ “ ” . “ ” “ :. ，. . ” 一 “ .2 5 图2 - 8单边切口梁试样及加载方式. ” .，. :. ” . ，. .，. . “ . ” ” .” . . “ . . ” . ” . . . . . . 2 5 图3 - 1 a , b 组 s e m ( b s e ) 显微照片一 ” ” ” 一 ” . “ . . . “ . ， ， 一 “ “ “ ，. ” . ” :. “ . ” ” 一“ . . . . . 2 9 图3 - 2 x 射线衍射图一，. ” . . . . . .- . “ ，. ” ”. ” 二 ” . ” . 一 ，. ” ” ” . ” ” .” . ” “ . “ ” . . ” ” 一 ” . . . . . 3 0 图3 - 3亚微米t i c晶粒中形成的新相 . ，. ” ， 二 ，. -.，. ” . ” “ ” ” . ，. . “ “. . . ” ” ” 二”. . 3 0 图3 - 4两种硬质相晶粒的t e m明场照片 :.，. .- . 一 ，. . ” ” :.” :.“ 一 ” . ” 一” . “ . ，. ” “ . “ “ “3 1 图3 - 5断裂面的s e m ( s e )照片 :-“ ” . . 一 ，. ” 二 ” . “ ，. . ，. ” “ .“ ” “ ” . ” 二” ，” “ :.“ . . . 3 3 图3 - 6各组的s e m ( b s e ) 显微照片， ” .- .- 一，.- . . 一_ . 一 :._ 一 “ . 3 4 图3 - 7白芯/ 灰壳结构的典型 e d x 能谱图 ，. 一” . . 一 “ 一“ 二 ，. :.” ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 图3 - 8 c e r m e 七b 组的t e m明场照片二，. :. ，. 一 ” 一 ” . . ，. ，. . “ ” “一 ” ” 二 ” . ” . . . ” ” :3 5 图3 一 白芯/ 重核结构形成的示意图一 ” ” ” ，. :. ，” :“ 一” “ 一 “ “ . ” 一“ .“” . ” “一 ，. ” 图3 - 1 0新化合物的照片. “ 一 ，. ” ” “ “. “ 一“ 一 ” . ，. “ 二 ” .” ” . ” ， . ， ， “ . . “ 一” ” ” ，. “ 一3 6 图3 - 1 1 5组刀具的x r d 衍射图线 一“ -一 ” ” ” ” - .- 一” . ，. .” ” ” “ 一 “ . ，. 二 ” ” “” ” 一 “ . . . . 3 7 图3 - 1 2 c e r m e t c 3 的x r d 高角度衍射图二 ，. 一，. ” . ” ” . ” ，. ” . 一” ，. ， :.” ” . “ “ . . 一 ” ”. . . 3 8 图3 - 1 3 n i 粘结相e d x 能谱图一 ” ” ” 一 ” . ” “ 一” 一 ，. “ . . . 一 ”一” ，. . ” . . . 一” ，. “ . 3 9 图3 - 1 4 t i n 在t i ( c , n ) 边界的t e n 明 场照片. ” .” 一 ， .一“ . ” . ” ” . ” ” 二 ” ” “ ， 一“ . . . . . 3 9 图3 - 1 5 t i n 粒子的 s h e d 形貌图， 一 ”. - . . . ” ”二 ” ，. ，. 一 ” ， . ” “. ，. .” . ” .， ” ” ” 一 ” ” 二 ， 3 9 图3 - 1 6 t i c / t i n 添加对t i ( c , n ) 基 金属陶瓷材料力学性能的 影响 ” . ” . “ 一 “ . . . .， 一 “ . . . . 4 0 图3 - 1 7部分试样的断口扫描照片一“ . . ” .， 一 “ ” “ 一“ “ “ “ 一 ，. ” “ “ ” .4 1 图3 - 1 8 c e r m e t d 4 的s e m ( b s e ) 显微照片. ” “ “ ” 一 ” . ，. . “ . ” . ， :” “ . . . “ . ，. 4 2 图3 - 1 9 c e r m e t e 的s e m ( b s e ) r r 片 . “ “ “ ， . 一 . .一 “ “. . 一 ，. “二 ， 一 ， ， 一“- . . . . 4 3 图3 - 2 0芯 / 壳结构的t e n 明场照片 一 ” “ ” “ “ ” 一， ， “ ，. “ “ ” “ .，.一 ” ” “ . ，. ，. “ ” . - . 一 . . . . 4 3 图3 - 2 1 刀具e 材料白芯 / 重核、外壳 层的e d x 能谱图. ” ” . ” 二 “ ”“ 一” . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 图3 - 2 2 e组试样的断口s e m 照片 . . ” . .“ “ 一” “ . ” ” ，. ，. ” ” “ :. . . . . . . . . . . . . . . 4 5 图4 - 1 x r d衍射分析图. “ . “ . 一 ，. 二 “ . “ . ” . . 一 ” ” . . .，. . ”. . . . . . . . . . . . . . .， 一” .，. “ . 4 8 图4 - 2 s e m 组织扫描图” 一 ” ” ” 一 ” . . . . - ” ” . “ . “ - . - 一 ” ” ” . ” 一” ” :. ，. 一”. . . . . . . . . . 4 9 图4 - 3 e d s 能谱分析图. . ” ， ， . . ，. “ . “ .，. - . . . “ . ” “ ， . ” . ” . ” . . . . . . . . . . 5 0 图4 - 4粘结相中的细小颗粒二， ，.” 一” 一 “ . ” :.“ 一 ” . ，. . ” :.” 一 ” . . .” . “ . . . 一” . . 5 1 图4 - 5裂纹扩展路径观察二 ” . . “ “ “ :.” . ” “ . ，. .，. “ ” ” ” :.” . ” . “ . “ . . ， 二 “. . . . . 5 3 图4 - 6断口形貌观察 二 ” ” ， 一， . 一 ” . ，. ， ， . ” . ，. ，二 ，二” . .” . ” . . . . . . . 5 4 图4 - 7金属陶瓷的增韧机理 一 ” ，. “ ” . “ :.“. . ， ，. ” . . ”一 “ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6 图4 - 8穿晶断裂示意图“ . ， “ .“ ” ” . ” “ . “ . ” “ . “ ” 二“ “ “ . “ . “ :. ”. . 一，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8 图 4 - 9 穿 晶 断 裂 中 的 粘 结 相 撕 裂. 一 ” “. “ . . .一 ” .“ “ :. ，. 5 8 图4 - 1 0粗晶断口中的沿晶断裂 :.“ ” . ” . ，. ， ，. ” . - . 一 “ ” ” “ “ .，. .“” ” ” ” . .- 一 ， 5 8 图4 - 1 1断裂中的晶粒尺寸影响示意 图. 一” “. - 一 “ 一 “ “ . . 一 “ “ . ” ” ”一 “ . . . . . . 5 9 图4 - 1 2粗晶断口中粘结相的小颗粒钉扎. . .一” 二“ “ 一 “一 “ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9 图5 - 1 两组 刀具的s e “ 组织 扫描图” . . . . . ” 点 一 ” ” ”一 “ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 图 5 - 2 t n m m 1 6 0 4 0 8 - d r刀片的外形与尺寸 . ”“” :.“ ” 二” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 图5 - 3两种实验刀具在不同切削速度时的磨损曲线一 ”. . . . . . . . . . . . . 一 ，二 ” . . . . . . . 6 5 图5 - 4两种实验刀具前、后在不同切削速度的s e m 照片. ” ” ” . ，. . ，. . . - . - 一 “ 一 ” . . . . . 6 6 图5 - 5两种实验刀具在不同 进给量时的磨损曲线一 ”. .” . ， 二， . . . . . . . . . . . 6 7 图5 - 6两种实验刀具在不同 进给量的s e m 照片. .- . ” . ” ” ，.一 ” 一 “二 价 一 “ 一“一 6 8 图5 - 7 t o o l 8 在y c = 4 0 0 m / m i n . f = o . l m m / r 时磨损区e d x 的光谱分析. ”一 ”. . . . . 6 9 图5 - 8前刀面磨损处粘着物的s e m 照片， :.” ” . “ ” . ” . .” ” - 一 ” ”一” . . . . . . . . . . . . 6 9 图5 - 9 t o o l c 刀具的s e m组织扫描图一 ” “ ” ” ” :.” :.，. .“ 一” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1 图5 - 1 0 c n m a 1 2 0 4 0 8 型刀具外形尺寸简图， ” ” ” . “ ” . 一“ 一 ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 图5 - 1 1 t o o l c刀具后刀面磨损曲线 ” ， . ，. . .“ . 一 ，一 “ ” “ ” . .” ” . ，. ” . “ “ 7 2 图5 - 1 2 t o o l c 刀具磨损 s e m图. ” .” . ，. ” 一” :. ” ” . “ 一 ” . “ “ . . . - . . ” ” ” . . . . . . . . . . 7 3 图5 - 1 3 t o o l c 前刀面磨损 e d s 能谱分析. ，.” 一 “ ” ” ，. . ” ，. . ，. ， ， “ “ ” 二 ” . . . . . . . . . . . . . 7 4 图5 - 1 4 y = 0 0 t o o l c 刀具后刀面沟槽磨损区 域的 宏观形貌和微观形 貌，. 二 ” ” . ” . “. . 7 5 图6 - 1刀一屑界面上的应力分布二 ” “ ” ” “ ” ” . 一” ” “ . ”. ” ” ” .， .“ ” ” “ ” ” “ .，. 二 8 3 图6 - 2几何分离准则模型 ” . ， ， 甲 ， ”:.“ ” . ” ”. ” ” ” ” ，. ， ， “ 一” . - . . ” ” 一 甲 . . . . . . . . . 8 5 图6 - 3单元删除法 ，. . ” ” “ . ” . ” ” ” ”- 一 ”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . - . 一 ” ” ” ” “ “ ，. 二 8 6 图6 一 节点 剥离法. “ . ” “. “ . . ” “ “ ” ” ” . 一” ” ” “ . ” “ ” ” “ . . 一 “ . . 一 ” . . . . . . . . . . . . . 8 6 图6 - 5节点分裂法. ” 二 ， .r 一 ，. ，. .， 一 ， ，二 ” :. ” ， 二 ，. . 一 ” . ， 甲 ， 甲， ，. “ “ ，. 一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 6 图6 - 6 a i s 1 1 0 4 5 钢材 料性能曲线 ” . . 一 “ ” .” . ” . . . 一” ， ” ” .一 ” . ” “ 一” ” ” . ” . . 9 0 图6 - 7杨氏 模量测试原理图. ” ” :. ” . ” 二 ” ” :. ，. 一“ ” ” ” 一” ” “ . . . 一 ” ” ” ” “ :.“ “ . 9 2 图6 - 8杨氏模量测试仪器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .一 ，. ” 甲 . ， 甲 .， ， ” “ 一 ” . ，” 一 ” “ 二 ，. . ， 一 ， ” ，. :.， 一 9 2 图6 - 9切屑形 成过程中刀具与材料网 格的嵌 入 ，. - - -. ” . ” ” 一 ” ”. ”一 ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4 图6 - 1 0网格重划分窗口设置 .- - . .” . “ “ “ :. “，. ，. ” :.” “ ” ，. ” . ” ” ” . ” ” . “ “. . . . . . . . . . . 9 5 图6 - 1 1切削模型” - .- . . . .一 ，甲 甲 ， 甲“ . “ . ” 一 二 ” . ， ” ， ” ， . ” ” ， ，. ， . ” “ . ” ” ” . . ”，. 一 ， 9 6 图6 - 1 2二 维切削有限元 模型一” ， ” ” ” ” . “ ” ” ” ” - ” . “ “ ” “ “ ” ” “ :. ” ” “ ” .” .，. ” ” . ” . ” . % 图6 - 1 3工件和刀具实体模型. ” “ ” “ ” ” . ” . ” “ . ” . 一” ” “ ” :.” 一 ，. “ . .一 ” ， “ . “ 一 ” ” ” :.9 7 图6 - 1 4三维有限元模型 .， “ ” ，. ” ” . ， 一一.- - 一” ，.，. 一 ， 甲， . ” . ，. ，- .- ， 一” ” 一 甲 9 7 图6 - 1 5切削 温度分布，” . “ 一 ” 一 ” ” ” ” ” :.” 一 ，. 一 ” :. ，. . “ . ” ” 二 ” 一 ， “ 一” . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 8 图6 - 1 6切削 力分布.- . . - - . . . - 一 “ ” ” ” . ，. “”“ :.“ . . - :. “ . . ” 一” ” 二 ” . . . . . . . . . . . . 9 8 图6 - 1 7主切 削力变化曲线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .” 一， 一 甲 .” 价 ” ， 一 ，- - . ” ， ，. 9 9 图6 - 1 8切削力变化图， 一 ” 一 ” . ” . ” ” ” ” ” “ . ” :. “ 一 ” . “ 一 ” . ” ” ” ” 一 ” . . ” 一 ” 一 ” . ” ” “ ” ” ，. 1 0 1 图6 - 1 9切削 速度对切削力的影响 . “ ” ” :. ” ，. “ . 一，.一” . ” . ” :. ，. ” ” ” ” ” ” “ . ” . “ . “ 一 1 0 1 图6 - 2 0进给量对切削力的影响 . . 一 “.- - - .” 一 ，” “ 一 ” ， ，_ 一 ， ” ” ” . ， ，. ，. 二 “ . . . 1 0 1 图6 - 2 1切削速 度对切削温度的 影响一 ”- . . - . . . - 一“ ” ” 一 ” . ” ” . 一”“ “”. . . . . . . . . . . . . . . 1 0 2 图6 - 2 2进给量对切削温度的影响一 “ ” ” ” “ ” ” ”一” .” ” . . . ” . ” 一 ” 一 ” “ “ “ ” . “ ” “ “ :.“ 一 1 0 2 图6 - 2 3为温 度的云图 显示 .， ，. . . ， . 一，. 一“ . ， ，. . _ _ _ _ _ _ _ ” . .- . 一 ，. .“ ” 二 1 0 2 图6 - 2 4切削 速度对刀具磨损量的影响二 ” ” ” ，” . ” ”. . ” . ” ” . ” . ” ” . ” . . ” . . . . . . 1 0 3 图6 - 2 5进给量对刀具磨损量的影响二 ” ” ，. ” ” “ ” . “ . . . “ . .” “. ，. ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3 图6 - 2 6同一切 削速度不同进给量时刀具的当 前磨损值变化 ” 一 ，. - :.” ，. 一 “ :. . . . 1 0 4 图6 - 2 7主切削力随刀具前角变化曲线 ” “ ” ” ，. ，一， 卜 . ”二 ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ” :.”1 0 5 图 6 - 2 8 图 6 - 2 9 图6 - 3 0 图 6 - 3 1 图6 - 3 3 图 6 - 3 4 图6 - 3 5 图6 - 3 6 图 6 - 3 7 图 6 - 3 8 图6 - 3 9 图 6 - 4 0 图 6 - 4 1 图 6 - 4 2 图 6 - 4 3 图 6 - 4 4 图 6 - 4 5 图6 - 4 6 图 6 - 4 7 图 6 - 4 8 图 6 - 4 9 图 6 - 5 0 二维切削中刀具表面的热交换二 ，. 一