硬态车削的加工过程中，切削热的产生和传导、摩擦和磨损等因素都会对已加工表面完整性造成一定程度的破坏。已加工表面完整性是切削系统中的切削参数和系统变量对切削过程影响的综合反映。所以，可以通过选择加工方法、根据材料匹配刀具、优化切削加工工艺等，可控制或优化零件加工表面完整性。硬态车削取代磨削加工的关键是怎样获得理想的加工表面以及如何提高硬态车削的加工精度与硬态车削工件的使用性能。 本项目以淬硬钢加工表层完整性为研究对象，在有限元仿真、传热学和热弹塑性等理论支持下，通过系统的切削实验，研究不同加工条件对加工表面粗糙度和残余应力等的影响规律；研究白层形成、残余应力分布等；硬切削加工表层特征（白层微结构特征，残余应力等）对工件疲劳和磨损性能的影响，为更好的预测和控制表面完整性各指标提供了理论和技术依据。通过研究切削参数对切削力、切削表面形貌、残余应力、切削表面微观结构的影响，并进行了硬切削疲劳性能研究，得出如下结论： （1）切削表面具规则的峰谷形貌。随着进给量的增大，表面粗超度呈单调增加，对表面形貌具有显著的影响；表面粗糙度随速度增加而下降，但在较高速度时，表面粗糙度略有增加，速度对表面粗糙度具有较大影响，而切削深度的变化对表面粗糙度的影响极小。 （2）在速度的影响下，切削表面为残余拉应力，并随切削速度的增加而增大，而在切削表面下非常薄的区域内急剧转为压应力。 （3）切削速度、进给量和切削深度的增加，均增加了白层厚度，但切削速度的增加对白层厚度的影响最为突出。 （4）切削参数对切削合力的影响主次关系依次为：切削深度、进给量、切削速度；在试验参数范围内，切削深度、进给量的增大均会导致切削力不断增大，而切削速度从90m/min到130m/min时，切削力增大，当切削速度超过130m/min后，切削力有减小趋势。 （5）切削力回归模型的显著性检验表明，回归模型准确有效，在给定切削参数范围内，能对PCBN刀具高速车削淬硬GCr15钢切削力进行有效预报，为实际应用中切削参数的合理选择提供了有效参考依据。 （6）径向切削力模型与实验验证显示，切削速度对径向切削力的影响较小，被吃刀量是影响径向切削力的主要因素，进给量对其也有一定影响。径向力模型的预测误差均小，进一步验证了显著性检验的准确性。 （7）对比在切削深度为0.1mm，进给量为0.12mm/r，不同切削速度下的疲劳寿命，发现170m/min下的疲劳寿命相对较好。

黑龙江科技大学

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