40CrNiMo鋼硬態(tài)切削過程及表面形貌研究.pdf

1、一直以來制造業(yè)都是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的主要因素，自始至終制造業(yè)都在尋找一種節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效的生產(chǎn)方式加工零件或?qū)ΜF(xiàn)存生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。許多產(chǎn)品的工作條件惡劣，對工件表面的硬度、耐磨性有較高的要求，例如齒輪、軸承和TBM的刀圈，它們都是由淬硬鋼加工而成的。淬硬鋼傳統(tǒng)的加工工藝路線是:粗車——淬硬——精磨，PCBN刀具的出現(xiàn)帶來了一種新的精密的加工方式，即硬態(tài)切削，可直接對淬硬工件進(jìn)行精密車削加工，從而無需或只需少量的磨削加工。
　　

2、本文綜述了硬態(tài)切削淬硬鋼的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定了切削刀具的幾何角度參數(shù)和切削三要素，并制定了切削方案。在切削加工實(shí)際模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，建立了硬態(tài)切削的有限元仿真二維及三維模型，通過Deform系列軟件模擬了不同條件下的硬態(tài)切削淬硬40CrNiMo鋼的過程。研究分析了三個(gè)切削力隨切削三要素的變化規(guī)律，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出切削力的經(jīng)驗(yàn)公式，方差分析得到對切削力影響最顯著的因素。在三維切削的基

3、礎(chǔ)上，利用Deform-2D仿真了二維切削過程，模擬了硬態(tài)切削淬硬40CrNiMo鋼鋸齒狀切屑的形成機(jī)理，對比了實(shí)驗(yàn)切屑形態(tài)與仿真切屑形態(tài)。由于工件已加工表面的形貌直接影響工件的抗疲勞性能，本文對工件已加工表面形貌進(jìn)行觀察，測量了工件的表面粗糙度，觀察了表層的金相組織。
　　通過仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究，本文得到了切削三要素對切削力的影響，最小二乘法擬合出了切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。方差分析得到了ap對三個(gè)切削力的影響都是高度顯著的，f對Fx的