43、金属加工与深拉模拟的关键技术解析

金属加工与深拉模拟的关键技术解析

1. 金属微车削模拟研究

1.1 微车削模型构建

在金属加工领域，针对铝 7075 基纳米碳化硅颗粒增强金属基复合材料的微车削过程，构建了基于有限元的温度 - 位移耦合模型。该模型的主要目的是模拟芯片形成过程，并研究不同进给率下的切削力和刀具温升情况。

1.2 实验参数与结果分析

• 等效塑性应变 ：研究选取了 4μm 和 6μm 两种进给率进行分析。从等效塑性应变图（图 40.7）可以看出，在图 40.7a（进给率为 4μm）中，塑性应变与水平方向的夹角比图 40.7b（进给率为 6μm）更大。
• 刀具温度 ：通过测量刀具切削刃处的温度，发现小进给率情况下的温升更高。这一现象表明，在小进给时剪切区存在颗粒，而大进给时则不存在这种情况。
• 切削力验证 ：为了验证模型的准确性，将模拟得到的切削力与实验结果进行了对比。实验中，进给率为 6μm 时的切削力为 7N，而模拟中芯片形成过程的平均切削力为 6N，两者吻合度较好。经过计算，模型的准确率约为 85%。

1.3 数据可视化

以下是不同进给率下的切削力和刀具温升随加工时间的变化图：
|参数|进给率 4μm/rev|进给率 6μm/rev|
| ---- | ---- | ---- |
|切削力（N）|如图 40.8 所示|如图 40.8 所示|
|刀具温升（K）|如图 40.9 所示|如图 40.9 所示| <