模具鋼硬態(tài)切削理論與技術

目　　錄
《21世紀先進制造技術叢書》序
前言
第1章　緒論1
1.1　硬態(tài)切削的定義1
1.2　硬態(tài)切削技術的優(yōu)越性2
1.3　硬態(tài)切削技術的研究現(xiàn)狀3
1.3.1　先進刀具材料及涂層技術3
1.3.2　硬態(tài)切削機理5
1.3.3　硬態(tài)切削表面完整性6
1.3.4　MQL/CMQL切削技術及內(nèi)冷式刀具10
1.3.5　自由曲面數(shù)控程序編制與加工仿真11
1.4　本章小結12
第2章　模具鋼硬態(tài)銑削理論基礎13
2.1　H13模具鋼硬態(tài)銑削鋸齒狀切屑13
2.1.1　鋸齒狀切屑形貌13
2.1.2　切屑形態(tài)轉變16
2.1.3　鋸齒狀切屑的幾何特征17
2.2　H13模具鋼硬態(tài)銑削仿真分析19
2.3　鋸齒狀切屑的形成機理26
2.4　切屑顯微組織演變及力學性能29
2.4.1　切屑白層的形成機制29
2.4.2　切屑白層的尺寸預測32
2.4.3　切屑力學性能分析38
2.5　干式切削條件下的刀具磨損和破損40
2.5.1　刀具磨損和破損形態(tài)40
2.5.2　刀具磨損和破損機理43
2.6　本章小結47
第3章　硬態(tài)銑削三維表面形貌建模及加工表面缺陷分析49
3.1　球頭銑刀銑削平面時的運動模型49
3.1.1　銑削運動變換坐標系統(tǒng)建立49
3.1.2　刀具坐標系和刀具旋轉坐標系下的切削刃方程50
3.1.3　機床主軸坐標系下的切削刃方程52
3.1.4　機床主軸坐標系原點在工件坐標系下的坐標53
3.1.5　機床主軸坐標系到工件坐標系的轉換矩陣求解53
3.1.6　刀具相對于工件的運動軌跡56
3.2　球頭銑削三維表面形貌建模57
3.2.1　工件模型的建立57
3.2.2　三維表面形貌的形成及三維表面輪廓的算術平均偏差58
3.3　球頭銑刀三維表面形貌分析61
3.3.1　方案設計61
3.3.2　三維表面形貌分析64
3.4　基于遺傳算法的多目標切削參數(shù)優(yōu)化82
3.4.1　目標函數(shù)的建立83
3.4.2　目標函數(shù)的可靠性驗證87
3.4.3　多目標優(yōu)化88
3.4.4　優(yōu)化結果及討論89
3.5　加工表面缺陷分析91
3.5.1　P20模具鋼的五軸銑削實驗91
3.5.2　加工表面缺陷形貌和化學成分92
3.5.3　加工表面缺陷形成機理94
3.5.4　加工表面缺陷與切屑背面表面形貌的關系96
3.6　本章小結98
第4章　切削亞表層顯微組織及性能分析99
4.1　切削亞表層顯微組織99
4.1.1　切削參數(shù)對顯微組織的影響99
4.1.2　刀具磨損對顯微組織的影響104
4.2　切削亞表層材料的力學性能109
4.2.1　測量儀器及測量方法110
4.2.2　結果及分析112
4.3　切削亞表層材料的電化學特性122
4.3.1　電化學試樣制備122
4.3.2　電化學實驗設計125
4.3.3　亞表層顯微組織對試樣電化學特性的影響126
4.4　白層電化學法檢測130
4.4.1　EDM試樣及原始試樣制備131
4.4.2　電化學阻抗的測量與解析131
4.4.3　動電位極化曲線的測量與解析134
4.4.4　試樣表面觀測138
4.5　本章小結139
第5章　外置式MQL/CMQL流場特性及切削力分析141
5.1　MQL條件下的油滴覆蓋率及尺寸分布141
5.1.1　油-氣混合物制備及油滴采集、分析方法141
5.1.2　噴射距離對油滴覆蓋率的影響147
5.1.3　空氣流量對油滴尺寸分布的影響149
5.1.4　微小油滴碰撞破裂特性分析152
5.2　CMQL流體動力學特性分析155
5.2.1　流體動力學特性仿真模型155
5.2.2　流體動力學特性仿真模型驗證160
5.2.3　CMQL霧化參數(shù)優(yōu)化163
5.3　CMQL參數(shù)對切削力的影響168
5.3.1　實驗設計168
5.3.2　刀具-切屑摩擦系數(shù)170
5.3.3　噴射參數(shù)對切削力的影響172
5.4　本章小結175
第6章　內(nèi)冷式銑刀流體動力學特性分析及切削性能評價177
6.1　內(nèi)冷式銑刀結構設計177
6.2　內(nèi)冷式銑刀流體動力學特性分析178
6.2.1　流體區(qū)域分析模型及仿真方案設計178
6.2.2　內(nèi)冷式銑刀下游流場特性仿真分析179
6.2.3　內(nèi)冷孔結構對油滴尺寸的影響182
6.3　內(nèi)冷式銑刀切削性能評價183
6.3.1　刀具內(nèi)冷孔結構對切屑形態(tài)的影響184
6.3.2　刀具內(nèi)冷孔結構對切削力的影響185
6.3.3　刀具內(nèi)冷孔結構對刀具磨損及刀具壽命的影響187
6.4　本章小結190
第7章　大型模具復雜表面數(shù)控加工編程及加工仿真實例191
7.1　保險杠凹模加工工藝規(guī)劃191
7.1.1　保險杠凹模簡介191
7.1.2　模具結構分析192
7.1.3　數(shù)控機床結構及技術參數(shù)193
7.1.4　銑削加工工藝規(guī)劃194
7.2　模具型腔面數(shù)控加工編程196
7.2.1　模具粗加工198
7.2.2　模具半精加工201
7.2.3　模具精加工203
7.3　數(shù)控編程的后處理204
7.3.1　數(shù)控編程的后處理原理204
7.3.2　基于SIMENS NX9.0的后處理器構建206
7.3.3　刀位數(shù)據(jù)轉換G代碼208
7.4　基于VERICUT軟件的數(shù)控加工仿真209
7.4.1　基于VERICUT軟件的數(shù)控加工仿真流程209
7.4.2　虛擬機床和刀具庫的建立210
7.4.3　模具型腔的數(shù)控銑削加工仿真213
7.5　本章小結214
參考文獻216
附錄　縮略語對照表222