模具鋼硬態(tài)切削理論與技術(shù)

目　　錄
《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)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(shù)的優(yōu)越性2
1.3　硬態(tài)切削技術(shù)的研究現(xiàn)狀3
1.3.1　先進(jìn)刀具材料及涂層技術(shù)3
1.3.2　硬態(tài)切削機(jī)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(shù)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(jié)12
第2章　模具鋼硬態(tài)銑削理論基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(jī)理26
2.4　切屑顯微組織演變及力學(xué)性能29
2.4.1　切屑白層的形成機(jī)制29
2.4.2　切屑白層的尺寸預(yù)測32
2.4.3　切屑力學(xué)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(jī)理43
2.6　本章小結(jié)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(yùn)動模型49
3.1.1　銑削運(yùn)動變換坐標(biāo)系統(tǒng)建立49
3.1.2　刀具坐標(biāo)系和刀具旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的切削刃方程50
3.1.3　機(jī)床主軸坐標(biāo)系下的切削刃方程52
3.1.4　機(jī)床主軸坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)53
3.1.5　機(jī)床主軸坐標(biāo)系到工件坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣求解53
3.1.6　刀具相對于工件的運(yùn)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(shù)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(shè)計(jì)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(biāo)切削參數(shù)優(yōu)化82
3.4.1　目標(biāo)函數(shù)的建立83
3.4.2　目標(biāo)函數(shù)的可靠性驗(yàn)證87
3.4.3　多目標(biāo)優(yōu)化88
3.4.4　優(yōu)化結(jié)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(shí)驗(yàn)91
3.5.2　加工表面缺陷形貌和化學(xué)成分92
3.5.3　加工表面缺陷形成機(jī)理94
3.5.4　加工表面缺陷與切屑背面表面形貌的關(guān)系96
3.6　本章小結(jié)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(xué)性能109
4.2.1　測量儀器及測量方法110
4.2.2　結(jié)果及分析112
4.3　切削亞表層材料的電化學(xué)特性122
4.3.1　電化學(xué)試樣制備122
4.3.2　電化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)125
4.3.3　亞表層顯微組織對試樣電化學(xué)特性的影響126
4.4　白層電化學(xué)法檢測130
4.4.1　EDM試樣及原始試樣制備131
4.4.2　電化學(xué)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(jié)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(xué)特性分析155
5.2.1　流體動力學(xué)特性仿真模型155
5.2.2　流體動力學(xué)特性仿真模型驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jié)175
第6章　內(nèi)冷式銑刀流體動力學(xué)特性分析及切削性能評價177
6.1　內(nèi)冷式銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)177
6.2　內(nèi)冷式銑刀流體動力學(xué)特性分析178
6.2.1　流體區(qū)域分析模型及仿真方案設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)對切屑形態(tài)的影響184
6.3.2　刀具內(nèi)冷孔結(jié)構(gòu)對切削力的影響185
6.3.3　刀具內(nèi)冷孔結(jié)構(gòu)對刀具磨損及刀具壽命的影響187
6.4　本章小結(jié)190
第7章　大型模具復(fù)雜表面數(shù)控加工編程及加工仿真實(shí)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(jié)構(gòu)分析192
7.1.3　數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及技術(shù)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(gòu)建206
7.3.3　刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jī)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(jié)214
參考文獻(xiàn)216
附錄　縮略語對照表222