刀具几何参数对多晶锆纳米切削性能的影响

摘要

本文采用分子动力学方法模拟了不同几何参数的金刚石刀具切削多晶锆的过程，对工件切削力、温度和表面质量进行分析，并结合共邻域分析法对工件内部塑性变形进行探究.结果表明：增大正负前角和半径都会使平均切削力增大，增大后角可以降低平均切削力，但后角不宜过大；前角0°、后角15°、半径0 nm时平均切削力最小，且前角对平均切削力的影响最大.增大正前角、后角和半径都会使平均温度降低；前角30°、后角20°、半径4 nm时平均温度最低，且前角对平均温度的影响最大.增大正负前角和半径都会导致表面质量下降，增大后角会改善表面质量；前角15°、后角20°、半径0 nm时表面质量最好，且半径对表面质量的影响最大.在切削过程中，晶界处产生变形累积现象，并伴有相变的发生和堆垛层错的出现.晶界可以抑制层错的扩展，多晶切屑的出现表明切削机制是通过晶粒细化来去除材料.

关键词

刀具几何参数 / 多晶锆 / 纳米切削 / 分子动力学 / 表面质量 / 相变