微织构对PCBN刀具干式车削性能的影响.doc

微织构对PCBN刀具干式车削性能的影响聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具具有优良的切削性能,能够加工高硬度等难加工材料。但是随着切削行业对刀具切削性能要求的提高,普通PCBN刀具有时仍难以满足要求。为了提高PCBN刀具的切削性能,本文将在PCBN刀具上采用多种微织构方法,利用有限元仿真技术对微织构进行建模仿真并结合切削试验,研究微织构对PCBN刀具干式车削性能的影响。首先通过控制变量法,研究在一定的进给量和背吃刀量条件下,切削速度对无织构PCBN刀具切削性能的影响,综合切削力和表面质量两个方面,选取切削力较低、表面质量较好的切削用量作为仿真数据,以便研究在最优切削用量条件下,微织构对切削力和表面质量的影响。然后利用有限元仿真技术对微织构PCBN刀具和工件材料GCr15进行建模,在刀具的前刀面设计与切削刃平行的微型槽、与切削刃垂直的微型槽和凹坑微型槽三种微织构的刀具仿真模型,研究不同类型微织构对切削过程中产生的切削力和工件表面质量的影响。在理论分析基础上,利用激光技术,对PCBN刀具前刀面进行微织构加工制造,进行微织构刀具实际切削GCr15工件试验,切削结果与仿真切削试验结果作对比分析。仿真与切削试验结果均表明:微织构刀具切削过程产生的切削力小于无织构刀具,并且获得较好的表面质量;微织构刀具切削的工件表面应力小,表面粗糙度较低,表明微织构对改善PCBN刀具的切削性能有积极作用。