5.1切削条件. .30

5.2切削力的仿真结果...30

5.3 切削温度的仿真结果.32

总结与展望..36

致谢.38

参考文献39

附录：英语翻译 设计图纸

第一章 绪论

1.1难加工切削材料性能参数的确定

随着航空、航天、核能、兵器、化工、电子工业及现代机械工业的发展，难加工材料如不锈钢、钦合金、高温合金等得到了越来越广泛的应用。这些材料所具有的高温高强度、高硬度、高的硬质点含量及多相性等性能特征使其能很好地满足使用要求。然而，难加工材料的这些特殊特性又使得在切削加工过程中产生高温和高应力，导致加工条件恶化，刀具寿命短，产品表面质量差，加工效率低等问题。因此，研究难加工材料的可加工性，掌握其切削规律，寻求技术措施是切削加工领域的一个重要课题，也是直接关系到我国汽车、航空航天、能源等重要工业部门的发展速度和制造业整体水平。材料的可加工性是指材料切削加工的难易程度，影响材料可加工性因素很多，如材料的物理机械性能、化学成分、微观组织等，而这些因素之间彼此又相互作用相互影响，同时评价材料可加工性的标准也随加工条件的不同而有所差异。正是由于加工条件的复杂性，影响材料可加工性因素的多样性使得如何科学地分析工件材料的可加工性成为一个机械制造领域的一个难点。

金属切削加工是零件成形的主要手段之一，在工业生产中有广泛应用。相比其它成形工艺而言，切削加工有以下优点:

l)它是生产原型机或零件数量有限时的最优方法;

2)对材料性能影响很小;

3)能获得精确的表面轮廓、尺寸公差和表面质量;

4)应用范围很广，几乎可以应用到所有现有的材料成形中，特别是金属零件的成形。

1.2 金属切削的特点

金属切削是刀具和工件在机床上经相对运动和相互作用，用刀具从工件上切除多余的(或预留的)金属层，形成切屑和加工表面，得到所要求的工件形状、尺寸精度及表面质量的加工过程。在该过程中，工件和刀具间的相互作用会产生切削力、切削热、切屑变形等现象。

(1)切削力

切削力是切削加工过程中工件材料抵抗刀具作用所产生的阻力，由切削过程中材料发生弹性变形和塑性变形引起的变形抗力以及刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力组成。一般将切削力分解为三个互相垂直的分力，主切削力Fz、切深抗力Fy和进给抗力Fx。主切削力是计算切削功率的主要依据;切深抗力对加工精度或己加工表面质量影响很大。通常，切削力的大小可用式计算，从中可以看出切削力的大小与切削参数有直接关系。

其中f是进给量，d是切削深度，k为常量，。，和n:则是刀具寿命系数。

(2)切削热

切削热是由切削过程中材料发生变形所消耗的功以及切屑与前刀面、工件与后刀面之间所消耗的摩擦功转化的。切削过程中的产生的这些热量会由周围的介质(切屑、刀具、工件及周围介质)传递出去，一般而言，由切屑、刀具、工件及周围介质传出的不同介质所带走的热量比例大致为切屑带走的切削热为50~86%，刀具传出10~40%，工件传出的8~9%，周围介质(如空气)传出的大约为1%。切削速度愈高或切削厚度愈大，则切屑带走的热量愈多。图2一3反映了切削区的温度和切削热散出比例关系。切削热量产生的多少和周围介质传热或散热的快慢直接影响了切削区域的温度，切削区域温度越高，对刀具性能和工件材料的性能影响越大。

（3）切削用量