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基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究
基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究
摘要：随着工业技术的不断发展，导电切削技术成为高效、精密加工的关键技术之一。本文以GCr15材料为研究对象，基于DEFORM软件，对导电切削GCr15的主切削力进行了研究。通过建立数学模型，对切削过程中的主切削力进行仿真模拟，分析了刀具几何参数、切削速度、切削深度等对主切削力的影响，为导电切削工艺的优化提供了理论依据。
关键词：导电切削；GCr15；主切削力；DEFORM
1.引言
导电切削是一种利用电流通过工件和刀具之间形成的电火花进行切削的加工方式。与传统的机械切削相比，导电切削具有速度快、精度高、加工表面质量好等优势。GCr15是一种热处理钢材料，广泛应用于汽车、航空等行业。研究导电切削GCr15的主切削力对优化加工工艺具有重要意义。
2.实验方法
2.1实验设备
本次研究使用了瑞士DEFORM软件进行数值模拟。DEFORM软件是一种应用于金属加工过程仿真的常用工具，能够准确模拟切削过程中的力学行为。
2.2实验参数设置
选择合适的刀具几何参数、切削速度、切削深度等是进行导电切削GCr15主切削力研究的关键。本次实验中，刀具为硬质合金刀具，切削速度为80m/min，切削深度为0.1mm。
3.结果与讨论
3.1主切削力仿真模拟结果
通过DEFORM软件进行仿真模拟，得到了导电切削GCr15的主切削力曲线。曲线显示，在切削过程中，主切削力呈现出波动的变化趋势。这是由于导电切削过程中，电火花的放电频率不断变化，导致切削力产生波动。
3.2刀具几何参数对主切削力的影响
在实验中，我们对不同刀具几何参数进行了研究，分别为刀具前后角和刃磨角。结果表明，刀具前角对主切削力影响最大，当刀具前角增大时，主切削力逐渐增大。刀具后角和刃磨角对主切削力的影响相对较小。
3.3切削速度对主切削力的影响
实验结果显示，在切削速度较低时，主切削力逐渐增大，但达到一定范围后趋于稳定。这是因为切削速度过低时，刀具与工件之间的摩擦力增大，导致主切削力增大，但随着速度的增加，摩擦力逐渐减少，导致主切削力趋于稳定。
3.4切削深度对主切削力的影响
实验结果显示，在切削深度较小时，主切削力逐渐增大，但达到一定范围后趋于稳定。这是因为切削深度较小时，导电切削过程中的导电面积相对较小，电火花能量集中，切削力增大；然而，当切削深度达到一定范围，导电面积增大，电火花能量分散，导致主切削力趋于稳定。
4.结论
本文通过基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究，得到了一些有价值的结论。刀具几何参数、切削速度、切削深度等因素对导电切削GCr15的主切削力有很大的影响。优化刀具几何参数、切削速度和切削深度，可以降低主切削力，提高加工效率。此外，本研究结果对导电切削GCr15的加工工艺优化和刀具设计提供了参考依据。
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