微刀具磨损机理和切削性能的基础理论及关键技术研究

本项目以分子动力学理论和有限元技术为基础，结合微刀具的尺度效应，建立微刀具微细切削加工的宏观-细观跨尺度非线性仿真模型。根据微观摩擦磨损理论，利用该模型分析微刀具的磨损和破损机理、加工表面形成机制等基础理论问题。然后，通过跨尺度仿真和微切削实验，研究微刀具在热-力耦合强应力作用下的切削性能和失效机制，对微刀具在微切削中的磨损和破损机理进行解释，为实现减小和控制微刀具的磨损和破损提供重要的理论和实验依据。最后，建立包含有加工工件表面质量、亚表面残余应力、加工缺陷特征的加工质量模型，获得微刀具的微切削工艺对工件加工质量的影响规律，优化加工参数，实现对微刀具微切削加工质量的预测与控制。本项目的研究将对提高微小机械零件的加工能力、拓展其科学内涵具有重要的意义，并为提高基于微刀具的微细切削加工技术水平奠定科学基础。 2100433B

《高性能刀具及涂层刀具材料的切削性能》介绍了高速钢切削刀具、硬质合金切削刀具、陶瓷切削刀具、金刚石切削刀具及立方氮化硼切削刀具的切削性能，同时介绍了各系列涂层刀具，包括单一涂层刀具、多元复合涂层刀具及多元多层复合涂层刀具的切削性能以及不同刀具涂层的制备技术。全书共分13章：第1章介绍了各种高性能切削刀具的特点及综合性能；第2～6章分析了高速钢切削刀具、硬质合金切削刀具、陶瓷切削刀具、金刚石切削刀具及立方氮化硼切削刀具的切削性能；第7～8章介绍了涂层刀具的特性、研究进展及应用；第9～12章分析了单一涂层刀具、多元复合涂层刀具及多元多层复合涂层刀具的切削性能及刀具涂层的各种制备技术；第13章探讨了我国涂层刀具存在的问题及解决对策。

《高性能刀具及涂层刀具材料的切削性能》可供从事切削加工技术及刀具材料生产的科技工作者阅读，也可供高等院校材料类、机械类、表面工程类专业的本科生和研究生参考。

通过研究复合Si3N4与Al2O3陶瓷刀具的摩擦磨损规律，分析刀具磨损表面成分，形貌及组织结构的变化，测量刀具在切削过程中温度的分布与变化，揭示陶瓷刀具材料复杂的磨损机理，探讨多种因素的影响。提供刀具型号选择的依据，刀具使用的完整数据，确定最佳刀具成分、工艺、组织结构及切削条件。对陶瓷刀具的推广应用及陶瓷摩擦学的理论发展有重要意义。

1 高性能切削刀具概述

1.1 高速钢切削刀具

1.1.1 通用型高速钢切削刀具

1.1.2 高性能高速钢切削刀具

1.2 硬质合金切削刀具

1.2.1 通用型硬质合金切削刀具

1.2.2 添加钽、铌的硬质合金切削刀具

1.2.3 添加稀土元素的硬质合金切削刀具

1.3 陶瓷切削刀具

1.3.1 氧化铝系陶瓷切削刀具

1.3.2 氮化硅系陶瓷切削刀具

1.3.3 复合氮化硅一氧化铝系陶瓷切削刀具

1.4 金刚石切削刀具

1.5 立方氮化硼切削刀具

1.6 人造切削刀具的制造方法

1.6.1 热压法

1.6.2 化学气相沉积法

2 高速钢切削刀具切削性能

2.1 通用型高速钢切削刀具

2.2 高碳高速钢切削刀具

2.3 高钴高速钢切削刀具

2.4 高钒高速钢切削刀具

2.5 含铝高速钢切削刀具

2.6 高速钢切削刀具切削试验

2.7 高速钢切削刀具的选用

2.7.1 高速钢刀具材料的选用原则

2.7.2 高速钢刀具切削不同材料的工艺参数

3 硬质合金切削刀具切削性能

3.1 通用型硬质合金切削刀具

3.2 添加钽、铌的硬质合金切削刀具

3.2.1 添加钽、铌的硬质合金切削刀具概述

3.2.2 添加钽、铌的硬质合金切削刀具切削试验

3.3 添加稀土元素的硬质合金切削刀具

3.3.1 添加稀土元素的硬质合金刀具切削原理

3.3.2 添加稀土元素的硬质合金刀具切削试验

3.4 硬质合金切削刀具的选用

4 陶瓷切削刀具切削性能

4.1 陶瓷切削刀具切削性能

4.1.1 陶瓷切削刀具切削范围

4.1.2 陶瓷切削刀具切削性能

4.2 陶瓷切削刀具切削试验

4.3 陶瓷切削刀具的选用

5 金刚石切削刀具切削性能

5.1 金刚石切削刀具切削性能

5.1.1 金刚石切削刀具切削范围

5.1.2 金刚石切削刀具切削性能

5.2 金刚石切削刀具切削试验

5.2.1 切削纯钼、纯钨

5.2.2 切削硬质合金

5.2.3 切削复合材料

5.2.4 断续切削

5.2.5 施用切削液切削

5.2.6 超精密切削

5.3 金刚石切削刀具的选用

6 立方氮化硼切削刀具切削性能

6.1 立方氮化硼切削刀具切削性能

6.1.1 立方氮化硼切削刀具切削范围

6.1.2 立方氮化硼切削刀具切削性能

6.2 立方氮化硼切削刀具切削试验

6.2.1 切削淬硬钢

6.2.2 车削冷硬铸铁

6.2.3 切削硬质合金

6.2.4 切削工程陶瓷

6.2.5 切削工业玻璃

6.2.6 切削复合材料

6.2.7 施用切削液切削

6.3 立方氮化硼切削刀具的选用

7 涂层刀具概述

7.1 涂层刀具的问世及意义

7.2 涂层刀具的特性

7.2.1 涂层刀具的优点

7.2.2 涂层刀具的缺点

7.3 涂层刀具的应用

7.4 涂层刀具应用的影响因素

7.4.1 工件材料的影响

7.4.2 刀具基体材料的影响

7.4.3 刀具涂层材料的影响

7.4.4 切削速度的影响

7.4.5 机床刚度的影响

7.4.6 其他参数的影响

8 涂层材料研究进展

8.1 涂层材料概述

8.1.1 涂层材料特点

8.1.2 涂层材料分类

8.2 涂层材料研究进展

8.2.1 单一涂层材料

8.2.2 多元复合涂层材料

8.2.3 多元多层复合涂层材料

9 单一涂层刀具切削性能

10 多元复合涂层刀具切削性能

11 多元多层复合涂层刀具切削性能

12 刀具涂层制备技术

13 我国涂层刀具存在问题与对策

附录

参考文献2100433B