涂层刀具对医用不锈钢车削加工性能的影响研究

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1、广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)涂层刀具对医用不锈钢车削加工性能的影响研究黄文二零一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111501028广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)涂层刀具对医用不锈钢车削加工性能的影响研究黄文指导教师姓名、职称：王成勇教授企业导师姓名、职称：无专业或领域名称：机械工程学生所属学院：机电工程学院论文答辩日期：2018年05月ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeof

2、Master(MasterofEngineeringScience)StudyontheMedicalStainlessSteelTurningwithDifferentCoatingToolsMasterCandidate:HuangWenSupervisor:Prof.WangChengyongMay2018SchoolofElectromechanicalEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,5100

3、06摘要摘要316L不锈钢材料属于超低碳奥氏体不锈钢，由于具有良好的抗腐蚀、生物相容性等优点，被广泛运用于医疗行业，但其加工性能差。涂层刀具由于其优异的性能被广泛运用于难加工材料行业的切削加工。从目前研究来看，基本都是使用购买的涂层刀具在单一的冷却方式下研究，本文采用自制的涂层刀具M1（Monolayer-TiAlSiN涂层）、M3（Multi3-TiAlSiN涂层）与市面成熟的不锈钢加工用刀具ATN（科汇AlTiN涂层）、KC5025（肯纳AlTiN涂层）、KCU10（肯纳TiAlSiN涂层）对比，系统的研究

4、切削参数、刀具涂层、五种冷却方式（Dry、MQL、OoW、CO2、L-N2）对加工的影响，并对相关不锈钢加工用刀具选择、切削参数选择、冷却方式选择有一定的指导作用。（1）进行了五款刀具在五种冷却方式下的磨损试验，发现在Dry、MQL方式下，自制刀具M1（TiAlSiN）刀具耐用度与购买的肯纳刀具接近；在OoW下，KCU10最优，在CO2下，KC5025最优，L-N2下，KCU10最优；OoW、MQL下刀具耐用度较好，L-N2下效果最差，刀具KC5025与KCU10、M1与ATN适合的冷却方式具有一致性。（2）研

5、究了切削力或工件表面质量最优时，不同的冷却方式下各款涂层刀具的对应切削参数，发现切削力随着进给、切深的增大而增大，粗糙度随着进给的增大而增大，切深对粗糙度的影响很复杂，但在不同冷却方式下，当切削力或工件表面质量最优时，对应的刀具切削速度临界值也不同。（3）进行了在相同冷却方式下不同涂层刀具的切削力、工件表面表质量对比，以及不同冷却方式下同一款刀具的切削力、工件表面表质量对比，发现冷却方式、涂层刀具对切削力工件表面粗糙度都有一定程度的影响，而且在相同冷却方式下，涂层刀具与不同的切削参数存在一个最优匹配，在使用同一

6、款刀具时，不同的切削参数也与不同的冷却方式存在一个最优匹配。（4）进行了正交试验，探索冷却方式，刀具涂层、切削速度、进给速度、切削深度五种因素对切削力、工件表面粗糙度的影响显著程度，发现因素对切削合力影响显著情况为：每转进给量（f）>背吃刀量（ap）>切削速度（VC）>冷却方式>刀具涂层（Toolcoating)，对粗糙度影显著情况为：每转进给量（f）>刀具涂层（Tool)>切削速度（VC）>背吃刀量（ap）>冷却方式。I广东工业大学硕士学位论文关键词：涂层刀具；冷却方式；切削参数；切削力；粗糙度；刀具磨损II

7、ABSTRACTABSTRACT316Lstainlesssteelmaterialbelongstoultra-lowcarbonausteniticstainlesssteel.Ithasbeenwidelyusedinthemedicalindustrybecauseithasgoodcorrosionresistance,biocompatibility,etc.,butitsprocessingperformanceispoor.Coatedtoolsarewidelyusedformachining

8、difficult-to-machinematerialsduetotheirexcellentproperties.Thecurrentresearchersonlyusematuremachiningstainlesssteeltoolsofthemarkettodocuttingstudiesinasiglecoolingmethod.Butinthispaper,theproc