重型切削過程中硬質(zhì)合金刀具損傷行為研究.pdf

1、重型切削是極端制造的重要組成部分，核電水室封頭是其主要零部件，材料為508Ⅲ鋼，作為難加工材料具有較高的強度、硬度及塑性，使加工過程中刀具承受較大循環(huán)沖擊載荷，導(dǎo)致刀具損傷失效問題嚴(yán)重。同時重型加工過程具有切削參數(shù)大與加工余量不均等特點，切削力與切削熱變化劇烈，加速刀具損傷發(fā)生。硬質(zhì)合金作為刀具主要材料，制備過程中的初始損傷與加工過程中的損傷缺陷將在載荷作用下不斷萌生與積累，隨著切削時間的增加，刀具材料內(nèi)部微缺陷逐漸演化形成宏觀損傷裂紋

2、，裂紋不斷擴展，最終發(fā)生刀具損傷斷裂。針對以上問題，進行重型切削過程中硬質(zhì)合金刀具損傷行為研究。
　　首先，主要從水室封頭結(jié)構(gòu)、材料以及加工技術(shù)等方面對重型切削過程中的加工特性進行分析;分別結(jié)合銑削實驗與仿真對切削力與切削熱進行研究;探討重型切削過程中載荷特性對損傷的影響，為硬質(zhì)合金刀具損傷行為的研究提供一定的理論依據(jù)。
　　其次，論述損傷力學(xué)研究過程與基本理論;進行水室封頭銑削加工實驗，確定硬質(zhì)合金刀具損傷失效主要形式;基

3、于損傷理論與硬質(zhì)合金材料屬性進行刀具細微觀損傷分析，明確刀具損傷形成與演化過程;并結(jié)合有限元仿真對刀具損傷失效形式進行預(yù)測分析，進而揭示刀具損傷機理，為硬質(zhì)合金刀具損傷本構(gòu)模型的研究起到一定的鋪墊作用。
　　再次，概述損傷本構(gòu)經(jīng)典模型以及損傷變量基本定理;分析硬質(zhì)合金微觀特性，對材料本構(gòu)關(guān)系進行研究，建立刀硬質(zhì)合金刀具損傷模型;進行硬質(zhì)合金霍普金森壓桿實驗，研究材料動態(tài)特性;通過硬質(zhì)合金高溫拉伸實驗對材料損傷特性進行討論，從微細觀