基于分形理論的涂層刀具車削性能研究.pdf

1、涂層刀具擁有高的硬度、耐磨性、通用性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性等特征，被廣泛運用于金屬切削加工范圍。干式切削加工是一種不需要切削液，節(jié)約資源，降低環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色制造的有效加工方式，涂層刀具最適用于此加工方式。因此，研究涂層刀具的切削性能具有重要的理論和實踐意義。
　　20世紀80年代以來，分形理論普遍運用于處理與剖析具有復(fù)雜細節(jié)特點的自然現(xiàn)象。它憑借自相似性原理為解決繁雜的非線性問題提供了一種卓有成效的方法。切削力在切削加工過程中直接

2、影響著切削熱的產(chǎn)生，進一步影響刀具的使用壽命和已加工工件表面質(zhì)量等。在切削實驗中發(fā)現(xiàn)，切削力信號的變化呈非穩(wěn)定狀態(tài)。本文主要從涂層刀具在切削過程中的受到的切削力、切削溫度、刀具應(yīng)力三方面研究其切削性能。主要完成了以下工作：
　　1.結(jié)合實際干切削刀具性能的要求，探討涂層刀具基體材料的選擇，分析涂層技術(shù)的發(fā)展。合理選擇涂層刀具與工件材料搭建切削實驗平臺。
　　2.基于分形理論及實驗研究從切削力動態(tài)分量中提取分形維數(shù)D，從切削力

3、靜態(tài)分量中提取了切削力比 R這一特征量。研究了隨著切削過程的進行分形維數(shù) D和切削力比 R隨切削時間的變化規(guī)律，以及不同的切削用量對主切削力平均值及其動態(tài)分量分形維數(shù)的影響。并利用掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散譜分析儀(EDX)對切削后的刀具磨損機理進行了分析。
　　3.根據(jù)切削加工有限元分析理論，在建立刀具工件幾何模型、材料模型、摩擦模型的基礎(chǔ)上，本文采用有限元仿真軟件 DEFORM分別模擬了多涂層刀具(TiCN-Al2O3