陶瓷刀具干切削奥氏体不锈钢时的切削性能分析

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1、CuttingperformancesofceramictoolsindrycuttingofausteniticstainlesssteelsCandidateDaiDengzhaoSupervisorDengJianxinCollegeMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationHighefficiencymachiningandcutting-toolengineeringDegreeMasterUnivers

2、ityXiangtanUniversityDateJune2.2011摘要湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要陶瓷刀具材料以其高硬度和良好的高温性能，在提高加工效率和刀具寿命等方面等方面有着巨大优势，因此在切削加工领域具有很好的前景。而复合陶瓷更可由不同的设计理论、基本组分和增韧机制具有不同的性能，从而满足各种材料的加工需要。奥氏体不锈钢具有韧性强、加工

4、硬化严重和导热性差等特点，属于难加工材料，特别在断续切削、干切削等条件下容易造成刀具磨损和破损，刀具的寿命较低。本文通过干切削试验，对Al2O3/SiCw（AS）、Al2O3/(Ti,W)C（AT）和Si3N4/TiC（ST）陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切削性能进行了研究，希望对今后研究陶瓷材料的改性、增强材料的性能、扩大材料的范围方面具有实际应用价值。同时还对加工时切削参数对刀具切削力、断屑性能及磨损的影响做出了研究，从而对陶瓷刀具加工切削奥氏体不锈钢类难加工材料切削参数的选择提出参考。通过正交

5、切削试验对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切削力进行研究，得出对切削力影响较大的切削参数是进给量和切削深度，切削速度的影响较小；发现当切削用量选择较小值时会出现背向切削力大于主切削力的现象；建立了两种陶瓷刀具的切削力经验公式；经比较得出在相同条件下，AT刀具的切削力要大于ST刀具的切削力。通过对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切屑宏观形态进行研究，发现在刀具允许的切削参数范围内，选择切削参数越大，刀具的断屑性能越佳，其中影响最大的切削参数是进给量。通过单因素切削试验对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的刀具磨损进

6、行研究，发现刀具的主要磨损形式为刀尖处磨损以及切深处的沟槽磨损；切削速度和进给量对刀尖处磨损量的影响较显著；磨粒磨损、粘结磨损和氧化磨损是刀具的主要磨损机制；AS刀具和ST刀具在高速下切削时切深处的沟槽磨损造成刀具破损；另外试验中Al2O3基陶瓷刀具表现出了优于Si3N4陶瓷刀具的抗磨损性能。I目录ABSTRACTCeramictoolsmaterialshavehugeadvantagesinimprovingmachiningefficiencyandtoollife,becauseofits

7、highhardnessandwellhigh-temperatureperformances.Thereforethiskindoftoolmaterialsispromisinginhigh-speedmachining.Compositeceramicmaterialscanbevariousinproperty,accordingtodifferentdesigntheorys、basiccomponentsandtougheningmechanisms,inneedofmachining

8、variousworkpiecematerials.Austeniticstainlesssteelsaredifficulttomachine,duetotheirhightoughness、seriousworkhardeningandbadthermalconductivity.Theycaneasilyresultintoolwearanddamage,reduceoftoollife,especiallyininterruptedcuttinganddrycutting.