純鐵薄壁球殼精密車削技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、具有高尺寸精度、高表面質(zhì)量和極高壁厚均勻性要求的純鐵薄壁球殼是某試驗(yàn)中的關(guān)鍵零件，但純鐵切削時(shí)切屑變形大且極易形成積屑瘤、切削力大、刀具磨損嚴(yán)重，使得純鐵薄壁球殼的制造精度難以有效保證，迫切需要對(duì)影響并制約純鐵薄壁球殼加工精度的基礎(chǔ)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，從而推動(dòng)純鐵薄壁球殼工藝技術(shù)的進(jìn)步。本文主要研究工作包括：
　?。?）采用直角切削試驗(yàn)對(duì)比研究了純鐵、10鋼和45鋼的切削加工性，分析了純鐵切屑形成機(jī)理及工藝參

2、數(shù)對(duì)切屑變形的影響規(guī)律。結(jié)果表明，純鐵屬于典型的高塑性、高韌性類難加工材料，具有切削力大、切屑變形嚴(yán)重、刀-屑接觸長(zhǎng)度大等特征，并呈現(xiàn)顯著的剪切滑移變形，采用高切削速度、水冷方式和大前角刀具有利于改善純鐵材料的切削加工性。
　?。?）采用分離式Hopkinson壓桿和材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了純鐵材料動(dòng)態(tài)及準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，獲取了高溫（20-800℃）、高應(yīng)變率（104-5×104 s-1）下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，建立了基于Power-Law

3、模型的本構(gòu)方程。根據(jù)實(shí)測(cè)的純鐵材料熱物理屬性和刀-屑平均摩擦系數(shù)，并對(duì)本構(gòu)方程中應(yīng)變強(qiáng)化參數(shù)進(jìn)行修正，建立了純鐵材料切削仿真模型。切削力和切屑形態(tài)的仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，仿真模型能夠用于純鐵粗加工階段的工藝參數(shù)的優(yōu)化。
　?。?）研究了純鐵車削過程冷卻潤(rùn)滑方式和工藝參數(shù)對(duì)非涂層刀具耐用度的影響規(guī)律。結(jié)果表明，微量潤(rùn)滑方式有利于提高刀具耐用度，刀具磨損形式以后刀面磨損和主、副切削刃處的溝槽磨損為主，擴(kuò)散磨損、氧化磨損和黏結(jié)磨損是其

4、主要磨損機(jī)理。分析了冷卻潤(rùn)滑方式對(duì)刀具耐用度的影響機(jī)制，提出了采用K313+WS2和KC5010涂層刀具并結(jié)合MQL方式可有效提高純鐵精加工過程的刀具耐用度。
　?。?）從切削過程力-熱耦合角度研究了工藝參數(shù)對(duì)工件表面完整性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，純鐵已加工表面產(chǎn)生撕裂、溝槽、碎屑、凹坑、鱗刺、塑性和側(cè)向流動(dòng)等缺陷；實(shí)測(cè)表面粗糙度遠(yuǎn)大于理論值，且表面加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，表層晶粒呈扭曲、拉伸狀塑性變形；工件表面切向和軸向均呈殘余拉應(yīng)力，