高硬度材料的高強(qiáng)度、高硬度等特性,使其在使用PCBN刀具進(jìn)行硬切削時(shí),通常將刀具切削刃進(jìn)行T-land負(fù)倒棱處理,以增加刃口強(qiáng)度,提升刀具使用壽命。但是,另一方面帶倒棱的圓弧刃口結(jié)構(gòu)以較大的負(fù)前角進(jìn)行切削時(shí),又增加了對(duì)被切削材料的擠壓作用,使切削區(qū)產(chǎn)生較大的切削變形,并使切屑流出時(shí)易發(fā)生積聚阻塞,形成較大的切削熱力場(chǎng),加劇刀具的磨損破損,降低切削表面質(zhì)量,從而嚴(yán)重制約硬切削加工效率和加工零件的使役性能。為此,本文基于協(xié)調(diào)切屑流動(dòng)和改善切削區(qū)狀態(tài)的思想,設(shè)計(jì)了空間曲線(xiàn)形強(qiáng)化刃PCBN刀具,并針對(duì)淬硬鋼材料,開(kāi)展所設(shè)計(jì)刀具的切削性能試驗(yàn)研究�；诘毒呷袇^(qū)切削狀態(tài)分析,針對(duì)定值倒棱PCNB刀具切削過(guò)程中存在的問(wèn)題,根據(jù)協(xié)調(diào)切屑流動(dòng)的思想,開(kāi)展了PCBN刀具強(qiáng)化刃設(shè)計(jì),并提出了漸變倒棱結(jié)構(gòu)的空間曲線(xiàn)形強(qiáng)化刃,進(jìn)行了近余弦強(qiáng)化刃和近正弦強(qiáng)化刃刀具設(shè)計(jì)。依據(jù)端面磨削方法,提出了逼近式磨削軌跡規(guī)劃方案,建立了磨制軌跡的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合三維軟件對(duì)磨制過(guò)程進(jìn)行仿真,應(yīng)用Matlab提取仿真刃形曲線(xiàn),并與理論刃線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比,優(yōu)選工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化刃形的精密制備。提出刀具刃口缺陷、倒棱寬度和角度的檢測(cè)方法,完成了對(duì)刀具制備精度的定量評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)近余弦強(qiáng)化刃、近正弦強(qiáng)化刃和定值倒棱三種PCBN刀具切削淬硬鋼GCr15的對(duì)比試驗(yàn),開(kāi)展了切削參數(shù)和刃口結(jié)構(gòu)對(duì)切削力、切屑形態(tài)和刀具磨損影響規(guī)律的研究。應(yīng)用高速攝影機(jī)攝取切屑流動(dòng)狀態(tài),分析切屑宏微觀(guān)形態(tài)演變過(guò)程,揭示了強(qiáng)化刃口結(jié)構(gòu)對(duì)切屑產(chǎn)生、卷曲及流出作用機(jī)制。開(kāi)展強(qiáng)化刃刀具磨損過(guò)程和形貌特征的研究,揭示了強(qiáng)化刃刀具的磨損機(jī)制。為進(jìn)一步協(xié)調(diào)切屑流動(dòng),提出了在前刀面上增加強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,引入三維精密激光加工技術(shù)和噴砂表面處理相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)了前刀面上三維強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的制備。進(jìn)行了近余弦強(qiáng)化刃和雙斜壁近余弦強(qiáng)化刃刀具切削性能對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)雙斜壁近余弦強(qiáng)化刃刀具在切削過(guò)程中體現(xiàn)出了良好的導(dǎo)屑和減緩沖擊能力。研究不同切削條件下雙斜壁近余弦強(qiáng)化刃刀具切削加工白層的形成機(jī)制,獲得了雙斜壁近余弦強(qiáng)化刃刀具切削加工表面形貌和殘余應(yīng)力隨刀具磨損和切削速度的變化規(guī)律。最后,開(kāi)展了不同倒棱刃口結(jié)構(gòu)PCBN刀具切削過(guò)程動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究,獲得了切削參數(shù)對(duì)強(qiáng)化刃刀具切削振動(dòng)特性的影響規(guī)律。進(jìn)行強(qiáng)化刃刀具切削顫振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模和振幅求解研究,并將求解得到的振幅引入到表面粗糙度的預(yù)測(cè)模型中。在此基礎(chǔ)上,建立以表面質(zhì)量和材料去除率為目標(biāo)的優(yōu)化模型,實(shí)現(xiàn)了基于改進(jìn)遺傳算法的切削參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TG711
【部分圖文】：

設(shè)計(jì)了其它刃型并對(duì)刃型的制備進(jìn)行了研究，2013 的 PCBN 刀具，定義了表征刀具刃口特征的參數(shù)：型磨削刀具的切削性能進(jìn)行了研究，如圖 1-2 所示[1組份的 PCBN 刀具倒棱刃口結(jié)構(gòu)的磨制工藝，結(jié)果晶粒尺寸對(duì)刃口缺陷的影響較大，而結(jié)合劑的含量對(duì)著影響[19,20]；同時(shí)，他們還研究了切削刃的兩種不鈍化）對(duì) TiAlN 涂層硬質(zhì)合金刀片（圓弧刃和瀑布發(fā)現(xiàn)與磨削制備的刀片相比，毛刷鈍化刀片的表面粗，但確具有較高的殘余壓應(yīng)力[21]。

度則有著顯著影響[19,20]；同時(shí)，他們（磨削和毛刷鈍化）對(duì) TiAlN 涂層硬質(zhì)能的影響，發(fā)現(xiàn)與磨削制備的刀片相比破碎程度較高，但確具有較高的殘余壓圖 1-1 改進(jìn)的刃口結(jié)Fig. 1-1 Contact relationship betweenαγSSΚ=γSαS參Δ

-3 刀具月牙洼磨損和后刀面磨損的 SEM 照3 SEM picture of the tool crater wear and flank PCBN 刀具前刀面磨損模型，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)通過(guò)對(duì) PCBN 刀具磨損機(jī)制分析，認(rèn)為建立了三維精密硬車(chē)削 PCBN 刀具后刀工件材料性能、切削參數(shù)等的函數(shù)[58]。N 刀具后刀面磨損模型，該模型基于切面磨損量和刀具失效點(diǎn)。ArsecularatneCD 刀具的磨損機(jī)理，分別給出了以上無(wú)涂層和 Al2O3/TiC 涂層混合陶瓷刀片了研究，發(fā)現(xiàn)非涂層刀具通常發(fā)生斷裂洼磨損為主，且涂層和月牙洼磨損影響使刀具保持較好的硬度和獲得較好的設(shè)計(jì)（FFD）和方差分析（ANOVA）響，研究表明，切削速度和進(jìn)給量與切
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2849554