淬火钢高速车削过程动态特性及加工参数研究

摘要

淬火钢是典型的耐磨和难加工材料，采用陶瓷刀具实施高速硬车削工艺可改变传统切削一淬硬一磨削制造工序，能有效地提高工件的疲劳强度及生产率、降低能量消耗。陶瓷刀具高速切削淬火钢的切削力、切削温度及切屑等切削过程特征信息的变化规律是衡量陶瓷刀具高速切削稳定性、提高加工效率及加工表面质量的重要依据。探明陶瓷刀具切削过程变化规律有助于选择机床、刀具、切削参数，消除切削过程的振动、优化陶瓷刀具结构及监控高速硬车削过程等。本文在实验的基础上对高速硬车削过程进行了研究，针对高速车削淬火钥Cr12的特点，建立了动态切削力数学模型及表面微观形貌数学模型。 采用北京清华紫光方大高技术陶瓷有限公司生产的新型复合A1203％瓷刀片FD22及北京科技大学研制的A1203基陶瓷刀片ST在CJKI640数控车床上对淬火钢Cr12进行了一系列高速切削实验。 实验结果表明径向切削力最大，其次是主切削力和轴向切削力;切削力随切削深度、进给量的增大几乎呈线性增大;采用三组稳态切削试验法，建立了动态切削力数学模型;刀具主、副偏角对各切削分力的分配影响很大，因此其对切削过程稳定性的影响很大。高速硬车削的切削力随切削速度的变化和工件硬度的变化规律有别于普通的切削理论，研究其影响因素及其变化规律可为陶瓷刀具结构和刃口的制备、切削参数的选择、切削过程控制提供理论依据，对于指导生产实践有着重要的参考价值。 通过切屑信息研究了切削参数、刀具几何参数及工件材料‘对切削温度、切屑形态的影响，发现对切屑形态及切削温度影响最大的是工件硬度，其次是刀尖圆弧半径，最后是切削速度、进给量;通过对切削力信号的小波分解，初步证实了切屑形态及形成与动态切削力有内在联系。 通过对已加工表面粗糙度及表面二维微观形貌的测量，结合对切削过程各影响因素的分析得出刀具与工件之间的相对振动对表面粗糙度影响最大，其次是进给量，刀尖圆弧半径，工件材料特性;依据金属切削理论及机床运动学，建立了表面微观形貌数学模型，并结合试验验证了模型的有效性。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

2淬火钢高速车削的试验研究

3高速硬车削过程研究

4表面粗糙度及表面微观形貌的研究

5结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研实践

致谢