导语

  

内容提要

  

    本书结合作者多年从事模具钢硬态切削理论及相关技术研究的成果撰写而成。本书在全面分析国内外硬态切削技术发展现状的基础上，着重介绍了模具钢硬态铣削理论基础、硬态铣削三维表面形貌建模及加工表面缺陷分析、切削亚表层显微组织及性能分析、外置式MQL/CMQL流场特性及切削力分析、内冷式铣刀流体动力学特性分析及切削性能评价、大型模具复杂表面数控加工编程及加工仿真实例等。本书兼顾理论分析与工程应用两个方面，系统总结了模具钢硬态切削理论及工程应用中的先进成果。
    本书可供切削理论、切削刀具和机械制造工艺等领域的技术人员和管理人员参考，也可作为科研人员、高等院校工科专业教师的教研参考书及机械类研究生的教学参考书。

《21世纪先进制造技术丛书》序
前言
第1章  绪论
  1.1  硬态切削的定义
  1.2  硬态切削技术的优越性
  1.3  硬态切削技术的研究现状
    1.3.1  先进刀具材料及涂层技术
    1.3.2  硬态切削机理
    1.3.3  硬态切削表面完整性
    1.3.4  MQL/CMQL切削技术及内冷式刀具
    1.3.5  自由曲面数控程序编制与加工仿真
  1.4  本章小结
第2章  模具钢硬态铣削理论基础
  2.1  H13模具钢硬态铣削锯齿状切屑
    2.1.1  锯齿状切屑形貌
    2.1.2  切屑形态转变
    2.1.3  锯齿状切屑的几何特征
  2.2  H13模具钢硬态铣削仿真分析
  2.3  锯齿状切屑的形成机理
  2.4  切屑显微组织演变及力学性能
    2.4.1  切屑白层的形成机制
    2.4.2  切屑白层的尺寸预测
    2.4.3  切屑力学性能分析
  2.5  干式切削条件下的刀具磨损和破损
    2.5.1  刀具磨损和破损形态
    2.5.2  刀具磨损和破损机理
  2.6  本章小结
第3章  硬态铣削三维表面形貌建模及加工表面缺陷分析
  3.1  球头铣刀铣削平面时的运动模型
    3.1.1  铣削运动变换坐标系统建立
    3.1.2  刀具坐标系和刀具旋转坐标系下的切削刃方程
    3.1.3  机床主轴坐标系下的切削刃方程
    3.1.4  机床主轴坐标系原点在工件坐标系下的坐标
    3.1.5  机床主轴坐标系到工件坐标系的转换矩阵求解
    3.1.6  刀具相对于工件的运动轨迹
  3.2  球头铣削三维表面形貌建模
    3.2.1  工件模型的建立
    3.2.2  三维表面形貌的形成及三维表面轮廓的算术平均偏差
  3.3  球头铣刀三维表面形貌分析
    3.3.1  方案设计
    3.3.2  三维表面形貌分析
  3.4  基于遗传算法的多目标切削参数优化
    3.4.1  目标函数的建立
    3.4.2  目标函数的可靠性验证
    3.4.3  多目标优化
    3.4.4  优化结果及讨论
  3.5  加工表面缺陷分析
    3.5.1  P20模具钢的五轴铣削实验
    3.5.2  加工表面缺陷形貌和化学成分
    3.5.3  加工表面缺陷形成机理
    3.5.4  加工表面缺陷与切屑背面表面形貌的关系
  3.6  本章小结
第4章  切削亚表层显微组织及性能分析
  4.1  切削亚表层显微组织
    4.1.1  切削参数对显微组织的影响
    4.1.2  刀具磨损对显微组织的影响
  4.2  切削亚表层材料的力学性能
    4.2.1  测量仪器及测量方法
    4.2.2  结果及分析
  4.3  切削亚表层材料的电化学特性
    4.3.1  电化学试样制备
    4.3.2  电化学实验设计
    4.3.3  亚表层显微组织对试样电化学特性的影响
  4.4  白层电化学法检测
    4.4.1  EDM试样及原始试样制备
    4.4.2  电化学阻抗的测量与解析
    4.4.3  动电位极化曲线的测量与解析
    4.4.4  试样表面观测
  4.5  本章小结
第5章  外置式MQL/CMQL流场特性及切削力分析
  5.1  MQL条件下的油滴覆盖率及尺寸分布
    5.1.1  油-气混合物制备及油滴采集、分析方法
    5.1.2  喷射距离对油滴覆盖率的影响
    5.1.3  空气流量对油滴尺寸分布的影响
    5.1.4  微小油滴碰撞破裂特性分析
  5.2  CMQL流体动力学特性分析
    5.2.1  流体动力学特性仿真模型
    5.2.2  流体动力学特性仿真模型验证
    5.2.3  CMQL雾化参数优化
  5.3  CMQL参数对切削力的影响
    5.3.1  实验设计
    5.3.2  刀具-切屑摩擦系数
    5.3.3  喷射参数对切削力的影响
  5.4  本章小结
第6章  内冷式铣刀流体动力学特性分析及切削性能评价
  6.1  内冷式铣刀结构设计
  6.2  内冷式铣刀流体动力学特性分析
    6.2.1  流体区域分析模型及仿真方案设计
    6.2.2  内冷式铣刀下游流场特性仿真分析
    6.2.3  内冷孔结构对油滴尺寸的影响
  6.3  内冷式铣刀切削性能评价
    6.3.1  刀具内冷孔结构对切屑形态的影响
    6.3.2  刀具内冷孔结构对切削力的影响
    6.3.3  刀具内冷孔结构对刀具磨损及刀具寿命的影响
  6.4  本章小结
第7章  大型模具复杂表面数控加工编程及加工仿真实例
  7.1  保险杠凹模加工工艺规划
    7.1.1  保险杠凹模简介
    7.1.2  模具结构分析
    7.1.3  数控机床结构及技术参数
    7.1.4  铣削加工工艺规划
  7.2  模具型腔面数控加工编程
    7.2.1  模具粗加工
    7.2.2  模具半精加工
    7.2.3  模具精加工
  7.3  数控编程的后处理
    7.3.1  数控编程的后处理原理
    7.3.2  基于SIMENS NX9.0的后处理器构建
    7.3.3  刀位数据转换G代码
  7.4  基于VERICUT软件的数控加工仿真
    7.4.1  基于VERICUT软件的数控加工仿真流程
    7.4.2  虚拟机床和刀具库的建立
    7.4.3  模具型腔的数控铣削加工仿真
  7.5  本章小结
参考文献
附录  缩略语对照表