基于最小表面磨損率的刀具磨損及加工表面層特性研究.pdf

1、高效、高質(zhì)量加工技術(shù)是機械加工正在發(fā)展的一項先進共性基礎(chǔ)技術(shù)，目前在航空、航天、汽車、模具等行業(yè)中的應(yīng)用取得了重大的經(jīng)濟效益，對提高加工技術(shù)水平，推動機械制造技術(shù)的進步具有重要的意義。在現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展中，保證質(zhì)量、提高效率、降低成本、節(jié)能減排是當今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢，其中保證質(zhì)量和提高效率更是被推上了最為突出的位置，力爭在保證質(zhì)量的前提下提高加工效率。本文基于最小表面磨損率對鐵基高溫合金GH2132在車削過程中的切削用量優(yōu)選、刀具

2、磨損機理、最長刀具尺寸壽命及已加工表面層特性展開研究，為實際生產(chǎn)中加工此類材料提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。
　　 在各種切削條件下，研究了車削鐵基高溫合金GH2132刀具的表面磨損率。當?shù)毒咛幱诜€(wěn)定磨損階段時，總存在一個速度范圍，表面磨損率hs在這個范圍內(nèi)隨切削速度ν的提高先減小后增大，在某一切削速度下達到最小值。達到最小值的表面磨損率hs稱為最小表面磨損率hsmin，所對應(yīng)的切削速度v，為最佳切削速度v0。
　　 在一定的速度

3、范圍內(nèi)，表面磨損率hs在最佳切削速度vo下獲得最小值hsmin是由于刀具在v0時引起的切削溫度θ使得工件材料已加工表面顯微硬度HV最小，刀尖處后刀面與工件材料接觸面顯微硬度比HV1/HV2最大，以及加工層的伸長率ef,強度極限σUTS都處于最小值等綜合因素使得刀具在切削過程中消耗最少，徑向磨損最小，使得表面磨損率hs獲得最小值。
　　 基于最小表面磨損率對精車削鐵基高溫合金GH2132進行了切削用量優(yōu)選。在優(yōu)選的切削用量下工作，

4、刀具的抗磨能力最強、刀具消耗最少，刀具尺寸壽命、單位尺寸壽命最長，可以減輕由于刀具磨損產(chǎn)生的“讓刀”現(xiàn)象，從而提高工件的加工精度。
　　 建立了三維斜角切削的車削力理論模型。研究了優(yōu)選切削用量下車削鐵基高溫合金GH2132的切削力規(guī)律，得出切削合力Fr隨著切削速度v，的提高整體呈下降趨勢，在最佳切削速度νο=90m/min(工件材料熱處理前)和vο=70m/min(工件材料熱處理后)下，切削力較小且穩(wěn)定。對熱處理后的工件材料進行

5、了切削溫度研究，得出不同切削用量下，最小表面磨損率hsmin對應(yīng)的切削溫度θ相差較小，在370～400℃范圍內(nèi)。
　　 對車削鐵基高溫合金GH2132刀具的磨損機理進行了研究。工件材料熱處理之前，刀具的前刀面磨損形式以月牙洼磨損為主，主要的磨損機理為粘結(jié)磨損、氧化磨損。工件材料熱處理之后，刀具的前刀面磨損形式?jīng)]有出現(xiàn)月牙洼，沿切削刃方向產(chǎn)生積屑瘤，主要的磨損機理為粘結(jié)磨損、擴散磨損。優(yōu)選切削用量下，刀具的磨損機理與其他切削用量下

6、相似。
　　 優(yōu)選切削用量下對車削鐵基高溫合金GH2132已加工表面層特性進行了研究。對車削鐵基高溫合金GH2132(熱處理前和熱處理后)已加工表面粗糙度進行了研究，試驗發(fā)現(xiàn)最小表面粗糙度值Ra在最小表面磨損率hs對應(yīng)的速度值獲得;對車削鐵基高溫合金GH2132(熱處理后)表層顯微硬度HV、硬化層深度hH以及表層加工硬化程度NH進行了研究，試驗發(fā)現(xiàn)在最小表面磨損率對應(yīng)的最佳切削速度vo=70m/min時，表面顯微硬度、硬化層深度