1、高速切削加工是近20年來迅速發(fā)展起來的先進(jìn)制造技術(shù)，以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征，具有綜合效益高、對市場響應(yīng)速度快的能力。對于這一嶄新技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)中，尚有許多新的問題有待于解決，不僅牽涉到技術(shù)研究層面上的問題，更主要的是理論研究層面上的問題，迫切需要建立與高速切削系統(tǒng)相匹配的理論體系和研究方法。尤其是在不均勻熱一力耦合強(qiáng)應(yīng)力場作用下，已加工表面的形成過程及對表面質(zhì)量所進(jìn)行的系統(tǒng)、全面研究很少，使得有效控制高速切削加

2、工表面質(zhì)量的理論基礎(chǔ)尤顯不足。論文基于高速切削理論、熱-彈塑性變形理論和有限元理論對高速切削機(jī)理及表面加工質(zhì)量進(jìn)行了研究，從理論上創(chuàng)造性的提出了高速切削變形區(qū)不均勻強(qiáng)應(yīng)力場的熱一力耦合理論，并應(yīng)用到已加工表面粗糙度、表面硬化程度和殘余應(yīng)力性質(zhì)機(jī)理的研究中，對深入探討切削參數(shù)、工件材料等對與加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律具有重要的理論指導(dǎo)意義，為高速切削技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供可靠的、科學(xué)的依據(jù)和技術(shù)支撐。 探討了適合高速切削變形的不均勻熱．

3、力耦合強(qiáng)應(yīng)力場的建模及有限元模擬方法。根據(jù)熱．彈塑性變形理論、有限元方法，建立了受應(yīng)變、應(yīng)變速率和切削溫度影響的材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系本構(gòu)方程，材料為均質(zhì)、等向強(qiáng)化的塑性材料，符合Pranldtl-Reuss應(yīng)力增量理論及Von Mises屈服準(zhǔn)則；基于Oxley切削理論，構(gòu)建了適于高速切削的擴(kuò)展的Oxley切削模型，設(shè)定了相應(yīng)的有限元模型邊界條件，利用大型有限元分析軟件DEFORM-2D、DEFORM-3D對高速切削過程進(jìn)行了二維和三維動

4、態(tài)切削過程模擬，模擬結(jié)果表明，高速切削變形區(qū)為一個不均勻、高梯度、非線性的熱．力耦合強(qiáng)應(yīng)力場。通過系統(tǒng)、深入地分析高速切削變形區(qū)刀-屑、刀-工接觸面及剪切區(qū)應(yīng)力場和溫度場的分布規(guī)律，為課題的后續(xù)試驗(yàn)分析和研究工作提供了可量化和可供參考的數(shù)據(jù)。 建立了已加工表面分析模型，分析了已加工表面的形成過程，研究了高速切削變形區(qū)的剪切區(qū)、刃口區(qū)、后刀面摩擦磨損區(qū)對工件已加工表面的應(yīng)力場、溫度場的影響；用一定刃口鈍圓、后刀面磨損帶的刀具進(jìn)行了

5、高速切削模擬，反映了刀具-工件接觸區(qū)的應(yīng)力場及溫度場分布的變化規(guī)律?；跓?力耦合彈塑性變形理論和分子-機(jī)械摩擦理論，建立了已加工表面殘留高度的力學(xué)模型，定量地分析了工件材料物理性能對殘留高度的影響；從幾何學(xué)的角度，研究了高速平面立銑和自由曲面加工時刀具幾何參數(shù)及工件表面設(shè)計(jì)參數(shù)對殘留高度的影響規(guī)律；以高速銑削加工試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用多元正交回歸分析法，建立了平面銑削45[＃]鋼和3Cr2Mo模具鋼表面粗糙度經(jīng)驗(yàn)預(yù)測模型，得出銑削參數(shù)

6、對粗糙度和切削力的直接影響關(guān)系：給出了提高表面加工質(zhì)量的切削參數(shù)匹配值，為生產(chǎn)實(shí)際提供參考依據(jù)。 全面系統(tǒng)地研究了高速銑削表面殘余應(yīng)力的分布情況，利用x射線應(yīng)力分析儀對高速銑削表面殘余應(yīng)力進(jìn)行了測試，測得進(jìn)給方向、垂直于進(jìn)給方向及距工件表面不同層深處的殘余應(yīng)力分布曲線，分析了銑削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度)對殘余應(yīng)力的性質(zhì)、大小及層深分布的影響；基于熱．力耦合變形理論，研究了殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理；探討了殘余應(yīng)力對表面變質(zhì)層的影響。

7、 基于熱-力耦合變形理論和位錯理論，對加工硬化機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了流動應(yīng)力與加工硬化及位錯密度的關(guān)系；針對不同的高速銑削表面加工硬化評價指標(biāo)，建立了加工硬化統(tǒng)計(jì)模型；利用SEM和TEM先進(jìn)的測試技術(shù)，探討了表面變質(zhì)層的微觀結(jié)構(gòu)組成及其對加工硬化的影響。 通過對高速銑削表面粗糙度、殘余應(yīng)力、加工硬化及表面變質(zhì)層微觀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究，可以得出，用高速銑削加工技術(shù)可以獲得優(yōu)于常規(guī)切削的加工表面質(zhì)量，大大地提高零件的疲勞強(qiáng)度，減