数控车床精切代磨45淬硬钢的切削

在ＣＡＫ６１５０Ｃ数控车床上用硬质合金可转位刀具精车４５淬硬钢实现了精车代磨。通过切削变形系数的比较、动态切削力的正交测量、刀具磨损等基础理论的研究，研制了精车代磨刀具，解决了“崩刃”和“中途换刀”两个实现精车代磨的关键。

45淬硬钢干式切削温度试验研究

进行涂层硬质合金刀具干式切削45淬硬铜试验,分析了切削参数和刀具涂层对45淬硬钢干式切削温度的影响。切削温度均随着切削速度、进给量及背吃刀量的增大而增大,但不同之处在于,切削温度的增加量随着切削速度的增加而增加,随进给量及背吃刀量的增加而减小;涂层刀具的切削温度明显小于涂层刀具,且随着切削速度的提高,切削温度增加量始终维持在一个较低水平;PVD涂层的隔热性能要普遍优于CVD涂层,所有涂层隔热性能由大到小排序为:YBC251>YBM151>YBG205>YBG102.

淬硬45钢在高温、高应变率下的动态力学性能及本构关系

在20℃～800℃的温度范围和10^-3～10^4s^-1。的应变率范围内，采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆，对淬硬45钢（45HRC）分别进行准静态实验和动态压缩力学性能实验，得到应力应变曲线。结果表明：淬硬45钢的流动应力对应变率敏感性一般，但表现出较强的温度敏感性，随着应变率的增大而增大，随着温度的升高而降低。采用以高斯函数表示温度效应的改进Johnson-Cook本构方程拟合了淬硬45钢在高应变率和高温条件下的本构关系，拟合曲线与实验数据吻合较好。

淬硬钢的金属陶瓷刀具车削加工

利用热压烧结法制备了微米/纳米复合Ti(C,N)/Al2O3陶瓷刀具,采用CA6140车床、电子显微镜和扫描电镜研究了微米/纳米复合Ti(C,N)金属陶瓷刀具(编号为:JT1-JT3)切削45淬硬钢的切削性能和显微结构,和硬质合金刀具YT14及陶瓷刀具LT55、SG-4进行了对比.结果表明,所研制的刀具适合于切削45淬硬钢,切削性能优于YT14.分析了刀具的磨损形貌和磨损机理,新型Ti(C,N)金属陶瓷刀具的主要磨损机理为后刀面磨粒磨损和氧化磨损.采用金属陶瓷刀具车削工件,可以实现以车代磨,不但质量得以保证,而且可以降低成本.

淬硬45钢斜角切削锯齿形切屑的有限元模拟

目前大多数对高速切削锯齿形切屑的仿真模拟都是针对二维直角切削,三维仿真模拟极少。实际切削加工是一个三维变形过程,为了更准确地揭示高速切削机理,亟需开展三维切削加工过程中锯齿形切屑的仿真研究。本文针对淬硬45钢(45HRC)斜角高速切削过程中锯齿形切屑的三维有限元建模及分析,基于ABAQUS通用有限元软件,采用Johnson-Cook材料模型和失效应变分离准则,模拟淬硬45钢(45HRC)斜角高速切削过程中锯齿形切屑的形成过程,并对不同刀具前角和切削厚度下的切屑锯齿化程度、流屑角和宽度变形系数进行分析。结果表明:随着刀具前角的减小和切削厚度的增大,切屑的锯齿化程度越来越明显;切屑的流屑角基本不受刀具前角的影响,近似等于刃倾角,但随着切削厚度的增大而逐渐增大;宽度变形系数随刀具前角的减小和切削厚度的增大而增大。

淬硬45钢高速切削的三维有限元模拟研究

应用有限元仿真技术与工程模拟有限元软件ABAQUS,研究了高速切削加工过程中产生的锯齿状切屑的形成过程,通过建立几何模型与材料模型、划分网格、确定切屑分离准则与材料失效准则、设定边界条件等步骤,建立了淬硬45钢(45HRC)高速切削过程三维有限元模拟仿真模型,分析了切削参数对淬硬45钢高速切削中锯齿形切屑的影响,指出模拟结果与实验结果分析相符合,说明此次锯齿形切屑三维有限元模拟符合实际切削情况,并得出以下结论:随着刀具前角的不断减小,或随着切削厚度的不断增大,锯齿形切屑的锯齿越来越明显。