模具鋼硬態(tài)切削過程刀具磨損及表面淬火效應研究.pdf

1、由于具有良好的加工環(huán)保性、柔性和精度，硬態(tài)切削工藝已逐步成為高強度鋼的精加工工藝，并在一定場合取代了磨削工藝，所以該工藝是具有廣泛應用前景的先進加工技術。但硬態(tài)切削加工工藝中諸如刀具磨損、表面淬火效應和加工表面完整性等方面的理論與技術尚需深入研究，以便進一步推廣這一先進技術的應用。
　　 為了建立切削過程的精確仿真模型，本研究系統(tǒng)闡述了切削仿真技術的關鍵技術，并采用仿真手段利用Abaqus軟件研究了工件材料本構關系，針對典型高強

2、度鋼Cr12MoV的霍普金森實驗得到了工件材料Joshon-Cook模型參數(shù)的敏感性關系;聯(lián)合綜合優(yōu)化軟件Isight，通過Abaqus仿真軟件的二次開發(fā)實現(xiàn)了切削力的仿真控制，為選擇合適的切削條件提供理論工具。
　　 為實現(xiàn)模具鋼硬態(tài)切削過程中刀具磨損的機理研究，本文揭示了PCBN刀具切削模具鋼Cr12MoV過程的刀具磨損規(guī)律，研究了刀具磨損量對切屑生成機制、切削力、切削應力和切削溫度的變化規(guī)律;采用功率譜均方根的方法研究了不

3、同切削速率和刀具磨損量下系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)的變化規(guī)律，并通過數(shù)值建模的方法得到了刀具磨損對切削系統(tǒng)穩(wěn)定閾極限的影響，結果顯示在選定切削條件下刀具磨損加劇會導致切削穩(wěn)定閾極限變寬。
　　 為揭示硬態(tài)切削過程已加工表面淬火效應，本文研究了不同升溫速率下工件材料相變點在切削狀態(tài)下相變圖譜位移情況;結合數(shù)值方法得到了不同刀具磨損情況下工件溫度場分布情況，對已加工表面的變質層厚度進行了預測，并利用實驗手段得到了已加工表面變質層受刀具磨損和切削

4、速度的影響規(guī)律，同時也分析了淬火效應對已加工表面硬度的影響。
　　 為揭示條件對已加工表面完整性的影響機制，本文研究了硬態(tài)切削工藝切削條件對表面粗糙度的影響，建立了考慮最小切削厚度表面粗糙度仿真模型，并采用實驗手段驗證了模型精度;分析了刀具磨損對加工表面形貌的影響;研究了切削條件、刀具圓弧半徑和刀具磨損對殘余應力分布的影響機制。
　　 本文以PCBN刀具硬態(tài)切削模具鋼Cr12MoV工藝為研究對象，通過理論分析、數(shù)值模擬和