整体CBN刀具高速切削淬硬高强度钢的机理研究

摘要

高速切削加工技术是二十一世纪制造业一个重要的研究方向，在飞机、汽车、模具制造等领域得到了广泛应用。58SiMn以其高强度、高硬度、良好的淬透性、稳定的破片性能在兵器工业得到广泛应用。但是淬火后的58SiMn钢因为硬度高、强度高加工性不好，传统切削加工只能采用低的切削速度进行，切削效率低、刀具磨损严重。整体立方氮化硼作为一种新型超硬刀具材料，具有高硬度、高热稳定性、高化学稳定性、高耐磨性、不易与铁系金属发生反应等特性，在高硬度铁类材料的切削加工中具有很好的应用前景。本文针对整体CBN刀具高速切削58SiMn淬硬高强度钢的机理进行了研究，主要研究工作如下：
　　（1）研究了连续切削时切削速度、进给量、背吃刀量对车削力的影响规律。实验结果表明：随着切削速度增加切削力降低，在达到一定速度后不再减小，以后切削速度增加切削力略有增大，切削力随进给量和背吃刀量的增加均出现增加趋势。
　　（2）对车削力进行了的线性回归分析建立了整体立方氮化硼刀具切削58SiMn淬硬高强度钢的车削力经验公式。
　　（3）研究了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响规律。实验结果表明：表面粗糙度随进给量的增加加速增加，随切削速度的增加先减小后增加。
　　（4）研究了切削速度、进给量、背吃刀量对刀具损坏形式的的影响规律。实验结果表明：整体CBN刀具车削58SiMn淬硬钢时刀具的主要损坏形式是崩刃。刀具磨损是磨粒磨损、扩散与粘结磨损等多种因素共同作用的结果。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 硬态切削的概念

1.3 立方氮化硼刀具概述

1.3 本课题的主要研究工作内容

第2章 实验条件及方案

2.1 实验设计

2.2 检测仪器

2.3 实验方案

第3章 切削力变化规律及影响因素实验研究

3.1 连续切削切削力的实验研究

3.2 刀具磨损对切削力的影响

3.3 断续切削切削力的实验研究

3.4 车削力经验公式的建立

3.5 本章小结

第4章 表面粗糙度的实验研究

4.1 断续切削进给量对表面粗糙度的影响

4.2 断续切削切削速度对表面粗糙度的影响

4.3 断续切削背吃刀量对表面粗糙度的影响

4.4 表面粗糙度的回归分析

4.5 本章小结

第5章 刀具的磨损、破损机理及影响因素研究

5.1 刀具损坏形式

5.2 刀具磨损机理

5.3 刀具磨损曲线分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢