淬硬鋼高速精密車削加工表層特徵形成機理及性能研究

《淬硬鋼高速精密車削加工表層特徵形成機理及性能研究》是依託哈爾濱理工大學，由陳濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：淬硬鋼高速精密車削加工表層特徵形成機理及性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳濤
• 依託單位：哈爾濱理工大學

項目摘要

高性能精密硬車加工技術的進一步發展迫切需要對其加工表層特徵（包括白層微結構及殘餘應力分布特徵等）形成機理及使用性能進行深入研究。因此，本項目以淬硬鋼加工表層特徵為研究對象，研究第三切削變形區各變數（包括溫度、應力、應變和應變速率等）對表面白層形成以及決定其微結構特徵的作用機制；研究溫度、應力和相變共同作用下，高速精密硬車加工表層殘餘應力形成機理；結合高速精密硬車淬硬鋼工件的疲勞/磨損測試，分析加工工件疲勞磨損性能與表層特徵之間的作用關係。在此基礎上，建立不同切削條件、第三切削變形區變數、加工表層特徵及其疲勞/磨損性能之間遞進影響的數學關係模型和淬硬鋼高速精密車削加工表層特徵的參數最佳化模型。本課題的立項和完成在學術上可豐富和完善高速精密硬車表層特徵形成機理及其性能評價理論，在實際套用中有利於高速精密硬車技術高質高效的推廣套用，具有很高的學術意義和套用價值。

結題摘要

本項目針對高速精密硬切削加工實用化過程，對其表層特徵形成機理及性能展開研究。設計了硬切削加工表層特徵試驗，並用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、雷射共聚焦顯微鏡、超景深顯微鏡等檢測儀器，對加工表層特徵進行了微觀檢測。分析並闡述了加工表層特徵形成機制及加工工藝對表層特徵的影響。進行了高速硬切削表層特性形成機制的數值模擬研究，建立了高速硬切削的動態有限元模型，分析了加工過程的切削力、切削熱及殘餘應力的分布規律，並與試驗結果進行了對比，驗證了模型的準確性。建立了硬切削加工表層顯微硬度模型和白層計算模型，分析獲取了加工表層特徵，為硬切削加工性能評價提供了關鍵數據。進行了高速硬切削疲勞性能試驗，試驗分析了加工試件疲勞性能，獲取了不同切削參數和刀具磨損狀況下加工表層特徵變化規律對工件使役性能的影響規律，分析了疲勞試樣的損傷形態和表層特徵對疲勞性能的影響。提出了高速硬切削加工表層特徵使役性能評價方法和最佳化模型，設計了表層特徵預測和最佳化評價系統。本項目完善了高速精密硬切削的表層特徵形成機理及其性能評價理論，建立了切削過程與表層特徵之間的有機聯繫，對高速精密硬切削的實用化具有重要的理論意義和套用價值。