基于有限元分析的PCD立铣刀铣削紫铜工艺参数研究

贾云海¹，权崇豪²，郭建梅¹，王民²，张勤俭³

1. 北京市电加工研究所2. 北京工业大学机电学院3. 北京交通大学机电学院

摘 要：作为刀具材料的PCD以其高硬度、高耐磨性、高导热系数、低摩擦系数等优异的特性在有色金属加工中得到广泛应用。应用有限元分析软件ABAQUS,以焊接式PCD双刃立铣刀铣削过程的建模为基础,充分考虑刀具与工件的摩擦及弹塑性变形产生的热量、刀具与工件之间的热传导等因素,研究不同加工工艺参数(如:铣削速度v_c、轴向铣削深度a_p、每转进给量f)对刀具温度场分布和切削力的影响,得出刀具温度分布和切削力随铣削参数的变化趋势。仿真结果表明:刀具温度随铣削深度、每转进给量和转速增加而上升;但刀具温度对刀具寿命影响较小,在满足工件表面质量和加工效率的条件下,应尽量选择低转速、小铣削深度和小进给量。铣削深度对切削力的影响较大,当铣削转速在2400r/min～2800 r/min左右时,轴向铣削深度0.3mm,进给量0.2mm/r,可获得小的铣削力和较低的刀具温度,能延长PCD刀具寿命。

关键词：PCD铣刀;有限元分析;紫铜;铣削工艺参数;Johnson-Cook模型;