基于能量的微切削最小切削厚度有限元仿真研究

针对微细切削加工技术中存在的影响加工质量和稳定性的最小切削厚度问题,建立了最小切削厚度模型,对在一定加工条件下的不同材料最小切削厚度的估值进行了研究。分析了微切削过程中工件与刀具圆弧半径接触面上分流点的位置和受力情况,从最小能量的角度建立了最小切削厚度的计算公式;建立了微细切削加工的正交切削有限元仿真模型,定义了用于仿真的工件材料的本构模型,运用ABAQUS仿真软件对工件与刀具圆弧半径接触处的单元能量进行了有限元仿真研究。研究结果表明:在微细切削加工过程中,工件与刀具圆弧半径接触处存在能量较小的一段分流区域,通过分流区域的位置可以对一定加工条件下的最小切削厚度进行估算;工件与刀具之间的摩擦系数是影响最小切削厚度的重要因素。