淬硬钢切削加工表层特征及其使用性能研究

摘要

淬硬钢是典型的难加工材料，由于其具有较高的强度和硬度等机械物理性能，在高端装备制造过程中得到了广泛的应用，淬硬钢切削加工工件表面三维粗糙度、白层和残余应力等表层特征因素，对零件服役过程中的精度、耐磨性、寿命和疲劳强度等都有着重要的影响，深入研究加工表层特征形成机理及使用性能已成为淬硬钢切削技术推广应用的关键。
　　本文以淬硬钢切削加工表层特征为研究对象，探究硬切削加工表层特征的变化规律、表层特征和疲劳寿命之间的关系。通过切削试验，研究切削参数和刀具磨损对残余应力、白层和表面三维粗糙度等表层特征因素的影响规律，进行疲劳寿命试验，分析表层特征对疲劳寿命的影响；在此基础上建立淬硬钢切削加工表层特征的预测评价模型。
　　首先，设计硬切削加工表层特征试验，并用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、超景深显微镜等检测仪器，对加工表层特征进行微观检测。分析并阐述加工表层特征形成机制及工艺参数对表层特征的影响规律。
　　其次，进行硬切削疲劳性能试验，试验分析加工试件疲劳性能，获取不同切削参数和刀具磨损状况下加工表层特征变化规律对工件使役性能的影响规律，分析疲劳试样的损伤形态和表层特征对疲劳性能的影响。
　　最后，根据淬硬钢切削试验的数据结果，建立基于 BP神经网络的淬硬钢切削加工表层特征预测模型，对不同的切削参数和刀具磨损情况下的工件表面特征进行预测；在此基础上结合疲劳性能试验结果，采用模糊综合评价的方法，建立切削加工表层特征模糊评价模型，实现淬硬钢切削加工表层特征的预测和评价。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2 国内外研究发展现状

1.3 硬切削加工试件的疲劳性能

1.4 硬切削加工表层特征预测及评价

1.5 课题来源及研究内容

第2章 硬切削加工表层特征试验研究

2.1 淬硬钢切削加工试验

2.2加工表面三维形貌特征检测

2.3 硬切削加工表面白层检测

2.4 硬切削加工X射线衍射检测

2.5 本章小结

第3章 硬切削加工表层特征机理研究

3.1硬切削加工表面形貌影响的研究

3.2 硬切削加工白层的影响研究

3.3 硬切削加工白层特征的机理分析

3.4 硬切削加工表层残余应力的影响研究

3.5 本章小结

第4章 硬切削加工疲劳性能试验研究

4.1 疲劳试件的设计及制备

4.2 硬切削加工试件的疲劳试验

4.3 疲劳试验结果及分析

4.4 本章小结

第5章 BP神经网络预测加工表层特征

5.1 BP神经网络简介

5.2 BP神经网络预测系统

5.3 预测模型的建立及验证

5.4 硬切削加工表层特征性能模糊评价

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的科研成果

致谢