第1章 高速铣削淬硬钢工艺分析 1
1.1 高速铣削淬硬钢模具的工艺状况 1
1.1.1 淬硬钢模具生产状况 1
1.1.2 淬硬钢模具高速铣削工艺 2
1.1.3 淬硬钢模具加工中刀具服役状况 3
1.2 汽车覆盖件模具高速铣削工艺分析 5
1.2.1 车门内板A柱模具加工特征 5
1.2.2 模具半精加工工艺分析 5
1.2.3 模具精加工工艺分析 6
1.2.4 模具加工中的铣刀失效分析 8
1.3 淬硬钢模具加工质量检测方法 9
1.3.1 淬硬钢模具的型面检测方法 9
1.3.2 淬硬钢模具的静态检测方法 9
1.3.3 淬硬钢模具的动态检测方法 11
1.4 高速铣削淬硬钢加工中存在的问题 13
1.4.1 切削效率与加工表面质量冲突 13
1.4.2 切削效率与安全可靠性交互作用 14
1.4.3 高速铣削振动与铣刀不稳定切削 15
1.4.4 高速铣削淬硬钢中的关键问题 15
1.5 高速铣削淬硬钢模具的关键技术 16
1.5.1 高速铣削淬硬钢基础技术 16
1.5.2 高速铣削淬硬钢刀具技术 18
1.5.3 高速切削硬度离散型模具铣刀 18
1.5.4 大长径比模具铣刀高速铣削稳定性 19
1.5.5 大型覆盖件模具高速铣削工艺技术 20
1.6 本章小结 21
第2章 高速铣刀切削淬硬钢振动特性 23
2.1 高速铣削淬硬钢实验及其加工特性关联分析 23
2.1.1 实验目的与实验方案 23
2.1.2 高速铣削淬硬钢加工特性实验结果 23
2.1.3 高速铣削淬硬钢加工特性关联矩阵 25
2.1.4 淬硬钢高速铣削加工特性关联分析 26
2.2 高速球头铣刀瞬态切削力特性 28
2.2.1 高速球头铣刀切削刃设计模型 28
2.2.2 高速球头铣刀瞬态切削力模型 29
2.2.3 铣刀加工倾角与转速对瞬态切削力影响 31
2.2.4 高速球头铣刀结构参数对瞬态切削力影响 33
2.3 高速铣刀切削稳定性判据与分析方法 34
2.3.1 高速铣刀切削力与离心力振动模型 34
2.3.2 高速铣刀切削稳定性判据 35
2.3.3 高速铣刀切削稳定性分析方法 36
2.4 高速球头铣刀切削淬硬钢振动特性 37
2.4.1 直径对铣刀切削振动影响特性 37
2.4.2 悬伸量对铣刀切削振动影响特性 39
2.4.3 刀具误差对铣刀切削振动影响特性 41
2.4.4 凸凹曲面对高速球头铣刀切削振动影响特性 44
2.5 本章小结 46
第3章 淬硬钢复杂曲面高效切削稳定性 48
3.1 工件硬度分布对高速铣刀切削稳定性影响 48
3.1.1 实验条件及工件硬度分布测试结果 48
3.1.2 淬硬钢硬度分布对高速铣刀切削振动影响特性 49
3.1.3 高速铣削多硬度拼接件铣刀振动特性分析 49
3.2 淬硬钢凹曲面高速铣削稳定性分析 52
3.2.1 淬硬钢凹曲面试件及分析方法 52
3.2.2 高速铣削淬硬钢凹曲面铣刀振动特性仿真分析 53
3.2.3 高速铣削淬硬钢凹曲面振动实验 54
3.2.4 淬硬钢凹曲面高效稳定切削条件 55
3.3 淬硬钢凸曲面高速铣削稳定性分析 56
3.3.1 淬硬钢凸曲面试件及分析方法 56
3.3.2 高速铣削淬硬钢凸曲面铣刀振动特性仿真分析 57
3.3.3 高速铣削淬硬钢凸曲面实验与稳定切削条件 58
3.4 高速铣刀加工淬硬钢复杂曲面切削稳定性控制方法 59
3.4.1 高速铣削淬硬钢切削力与离心力交互作用分析 59
3.4.2 机床振动特性对淬硬钢高速铣削稳定性影响 60
3.4.3 淬硬钢复杂曲面高效稳定切削条件求解方法 64
3.4.4 汽车内覆盖件淬硬钢模具高效切削稳定性分析 66
3.5 本章小结 67
第4章 高速铣刀切削淬硬钢安全可靠性 69
4.1 高速铣刀失效判据与安全裕度模型 69
4.1.1 高速铣刀切削载荷分析 69
4.1.2 高速铣刀切削淬硬钢失效判据 70
4.1.3 高速铣刀可靠性分析与安全裕度模型 71
4.2 高速球头铣刀模态特性分析 72
4.2.1 高速球头铣刀模态振型分析 72
4.2.2 铣刀悬伸量对模态振型影响 74
4.2.3 高速球头铣刀模态参数识别与分析 76
4.3 高速球头铣刀物理场安全可靠性分析 77
4.3.1 高速球头铣刀切削淬硬钢热力耦合场分析 77
4.3.2 高速球头铣刀切削淬硬钢实验及切削载荷分析 78
4.3.3 高速球头铣刀切削淬硬钢物理场及安全裕度分析 80
4.3.4 铣刀磨损对淬硬钢高速铣削安全可靠性影响 82
4.4 高速球头铣刀切削淬硬钢疲劳特性 83
4.4.1 高速球头铣刀切削淬硬钢实验 83
4.4.2 高速铣刀疲劳寿命分析结果 84
4.4.3 切削力与切削振动对铣刀疲劳寿命影响 86
4.5 高速球头铣刀切削淬硬钢复杂曲面安全裕度分析 87
4.5.1 淬硬钢复杂曲面高速铣削实验 87
4.5.2 高速铣削淬硬钢侧立面安全裕度分析 89
4.5.3 高速铣削淬硬钢过渡曲面安全裕度分析 90
4.6 高速铣刀安全裕度控制方法与工艺可靠性实验 92
4.6.1 高速球头铣刀切削淬硬钢冲击应力分析 92
4.6.2 高速铣刀安全裕度控制方法 94
4.6.3 高速铣削多硬度分布凸凹曲面安全裕度分析 95
4.6.4 高速铣削多硬度拼接曲面工艺可靠性分析与实验 97
4.7 本章小结 98
第5章 高速铣刀切削淬硬钢磨损特性 100
5.1 高速球头铣刀切削淬硬钢切触模型与应力分布特性 100
5.1.1 高速球头铣刀切削淬硬钢切触模型 100
5.1.2 高速球头铣刀切削淬硬钢曲面切触应力分布特性 101
5.1.3 加工倾角对高速球头铣刀切触应力影响 102
5.2 高速球头铣刀切削淬硬钢磨损模型与基本磨损特性 103
5.2.1 高速球头铣刀切削淬硬钢高副滑动磨损模型 103
5.2.2 切触应力分布对铣刀磨损影响特性 104
5.2.3 涂层硬质合金球头铣刀切削淬硬钢初期磨损特性 105
5.2.4 铣削方式对涂层硬质合金球头铣刀磨损影响特性 107
5.2.5 加工倾角对涂层硬质合金球头铣刀磨损影响特性 109
5.3 高速球头铣刀切削淬硬钢振动磨损特性 110
5.3.1 高速铣刀振动磨损模型 110
5.3.2 高速球头铣刀切削淬硬钢初期振动磨损实验 111
5.3.3 高速球头铣刀切削淬硬钢振动冲击磨损实验 114
5.4 高速铣削淬硬钢刀具磨损的动力学特征 118
5.4.1 高速铣刀后刀面磨损应力特征及其磨损特性演变过程 118
5.4.2 高速铣刀磨损的动态切削力特征模型 119
5.4.3 高速球头铣刀切削淬硬钢磨损振动特性 121
5.4.4 高速铣削淬硬钢刀具磨损识别方法 122
5.5 高速铣削淬硬钢曲面刀具磨损与切削力响应特性 124
5.5.1 高速铣削淬硬钢曲面刀具磨损实验 124
5.5.2 高速球头铣刀磨损特性与使用寿命分析 126
5.5.3 高速球头铣刀磨损过程中的切削力响应特性 127
5.6 高速铣刀切削淬硬钢效率寿命及其控制方法 129
5.6.1 高速铣刀切削淬硬钢振动磨损耦合作用分析 129
5.6.2 高速铣刀切削淬硬钢磨损形态演变特性与使用寿命实验 130
5.6.3 高速铣刀切削淬硬钢相对滑动系数及其影响特性 134
5.6.4 高速铣刀切削淬硬钢效率寿命模型 135
5.6.5 高速铣刀切削淬硬钢效率寿命功能分析 136
5.6.6 高速铣刀切削多硬度拼接淬硬钢曲面效率寿命实验 137
5.6.7 高速铣削淬硬钢刀具破损与效率寿命控制方法 140
5.7 本章小结 143
第6章 高速铣刀切削淬硬钢加工表面形貌 145
6.1 高速铣削淬硬钢加工表面形貌特征 145
6.1.1 切削参数对加工表面形貌的影响 145
6.1.2 不同硬度分布的加工表面形貌 148
6.1.3 多硬度拼接件的加工表面形貌 150
6.2 高速铣削加工表面形貌特征的模型分析方法 153
6.2.1 高速铣刀振动对淬硬钢加工表面形貌的影响 153
6.2.2 高速铣刀切削运动轨迹的修正 153
6.2.3 高速铣刀加工表面形貌分析与实验验证 155
6.2.4 淬硬钢加工表面形貌仿真及实验验证 156
6.3 高速铣削淬硬钢平坦面的加工表面形貌 158
6.3.1 加工表面形貌仿真与实验结果 158
6.3.2 加工表面形貌仿真结果修正 161
6.3.3 加工表面形貌特性与影响因素 163
6.3.4 仿真与实验结果讨论 163
6.4 高速铣削淬硬钢曲面加工表面形貌 164
6.4.1 实验方法与实验条件 164
6.4.2 垂直切削淬硬钢曲面加工表面形貌 165
6.4.3 斜切淬硬钢凹曲面加工表面形貌 167
6.4.4 斜切淬硬钢凸曲面加工表面形貌 168
6.4.5 平行切削淬硬钢曲面加工表面形貌 170
6.5 高速铣削多硬度拼接曲面加工表面形貌 172
6.5.1 实验方法与实验条件 172
6.5.2 垂直切削拼接曲面加工表面形貌 173
6.5.3 斜切拼接式凹曲面加工表面形貌 175
6.5.4 斜切拼接式凸曲面加工表面形貌 176
6.5.5 平行切削拼接曲面加工表面形貌 178
6.6 高速铣削淬硬钢拐角清根加工表面形貌 180
6.6.1 实验方法与实验条件 180
6.6.2 淬硬钢拐角侧立面加工表面形貌 180
6.6.3 淬硬钢清根加工表面形貌 182
6.7 本章小结 183
第7章 高速铣刀切削淬硬钢工艺设计方法 185
7.1 汽车覆盖件模具加工特征与铣削工艺 185
7.1.1 汽车覆盖件模具结构特点 185
7.1.2 典型汽车覆盖件模具加工特征 186
7.1.3 汽车覆盖件淬硬钢模具铣削工艺策略 188
7.1.4 高速铣削淬硬钢模具的加工机床 190
7.1.5 高速铣削淬硬钢模具的刀具 190
7.2 典型汽车覆盖件模具铣削工艺分析 191
7.2.1 淬硬钢模具铣削工艺特点 191
7.2.2 车门模具铣削工艺分析 192
7.2.3 内板立柱模具铣削工艺分析 193
7.2.4 汽车顶棚模具铣削工艺分析 194
7.2.5 汽车覆盖件模具铣削加工中存在的问题 195
7.3 高速铣刀切削淬硬钢服役性能评价模型 195
7.3.1 高速铣刀切削温度与切削速度求解模型 195
7.3.2 高速球头铣刀切削淬硬钢临界切削厚度 198
7.3.3 高速铣刀切削淬硬钢加工表面质量特性 200
7.3.4 高速铣刀切削淬硬钢服役性能评价模型 204
7.4 高速铣刀切削复杂曲面控制变量层次结构模型 205
7.4.1 高速球头铣刀切削运动姿态 205
7.4.2 高速球头铣刀切削淬硬钢加工元素集及关系集 207
7.4.3 高速球头铣刀切削淬硬钢加工要素层次结构 210
7.5 高速铣刀切削淬硬钢工艺优化设计方法 212
7.5.1 高速铣刀切削淬硬钢工艺设计与综合评价方法 212
7.5.2 高速铣刀切削淬硬钢加工表面质量控制方法 214
7.5.3 高速铣削淬硬钢刀具切削路径优选方法 218
7.5.4 高速铣削淬硬钢刀具优选方法 219
7.6 高速铣刀切削淬硬钢模具工艺实验 221
7.6.1 多硬度拼接淬硬钢凸模的铣削工艺实验 221
7.6.2 多硬度拼接淬硬钢凹模的铣削工艺实验 223
7.6.3 车门模具铣削工艺验证实验 225
7.6.4 内板立柱模具铣削工艺实验 227
7.6.5 顶棚模具铣削工艺实验 228
7.6.6 内板模具铣削工艺实验 230
7.7 本章小结 230
参考文献 232