刀片表面粗糙度对工件表面残余应力分布影响的分析

目的 探究硬质合金刀片表面粗糙度对加工工件表面残余应力分布的影响.方法 首先通过AdvantEdge FEM软件建立斜角三维切削模型,得出刀-屑间的摩擦模型.然后采用化学机械抛光方法对硬质合金刀片表面进行预处理,制备不同表面粗糙度的硬质合金刀片,通过对不同表面粗糙度的刀片进行四因素四水平的正交切削实验获得切削力,结合切削力的实验结果及刀-屑之间的摩擦模型,获得刀-屑间的摩擦系数,基于AdvantEdge FEM对切削残余应力进行模拟仿真.最后,结合实验对仿真模型的合理性进行验证.结果 采用表面粗糙度为0.02、0.04、0.08、0.2 μm的硬质合金刀片切削45钢时,工件表面的最大残余应力分别为621.51、655.46、654.69、687.29MPa.采用表面粗糙度为0.02 μm的硬质合金刀片切削与采用表面粗糙度为0.2 μm的硬质合金刀片切削相比,工件表面的最大残余应力减小了10.58％.结论 硬质合金刀片的表面粗糙度越小,切削工件表面的残余应力越小.