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　　摘要

　　不锈钢应用广泛，但其加工硬化倾向十分严重，属难加工材料。AISI 440C不锈钢是一种高碳马氏体不锈钢，其含碳量高，强度、硬度和耐磨性高，切削加工性能差。AISI 440C不锈钢广泛用于工程中，例如蒸汽阀，水压阀，泵，涡轮，压缩机，轴，餐具，手术刀具，轴承以及外科磨具等。随着应用的广泛推广，改善AISI 440C不锈钢加工性能成了亟待解决的问题。

　　随着硬切削技术适应性的扩大，AISI 440C不锈钢的加工有了一种新的思路。本文采用硬切削加工技术直接精加工淬硬AISI 440C不锈钢。在加工中，测量切削力、表面粗糙度和残余应力。通过选用表面粗糙度和残余应力作为评价表面完整性的指标对AISI 440C的硬切削加工工艺进行可行性验证。

　　切削力是切削过程中最重要的物理参数之一，其大小直接影响加工精度和加工质量。本文针对PBCN刀具材料和淬硬AISI 440C不锈钢的特点，采用多因素正交试验法进行车削试验，试验结果证明PCBN刀具在高切削速度、低进给量和小切削深度的切削条件能得到较小的切削力。

　　表面粗糙度作为表面完整性的一个评价指标，它影响着工件的耐磨性、耐腐蚀性以及疲劳强度等。本文采用单因素试验法进行车削试验，发现PCBN刀具在高切削速度、低进给和小切削深度的切削条件下能得到较小的表面粗糙度，并通过建立力学模型探索了表面粗糙度变化的产生的原因。

　　残余应力是衡量加工表面完整性的另一个重要指标。残余应力的性质以及残余应力的深层分布对零件使役条件下的疲劳寿命有重要影响。本文通过单因素试验对淬硬AISI 440C不锈钢进行加工，测量加工表面残余应力，发现在使用PCBN刀具硬车削加工条件下，工件表面的残余应力均为残余压应力，且残余压应力的大小随着切削参数的改变而变化。{zd0}残余压应力分布在距离表层以下25~30μm处，试验表明切削参数对{zd0}残余应力的数值有影响，但是对分布深度的影响并不大。

　　关键词

　　应切削;AISI 440C不锈钢;切削力;表面粗糙度;残余应力

　　{dy}章 绪论

　　1.1课题背景

　　机械制造业是国民经济和社会发展及国防建设的物质基础，它是国民生产总值的主要组成部分，是国家综合实力的重要标志。进入20世纪80年代后，机械制造业面临市场需求动态多变、产品更新周期缩短、产品规格增多和可持续发展等新特点，为适应这一新形势，高效率、高质量、高柔性、绿色化和信息化生产已经成为机械制造业发展的必然趋势。切削加工技术是机械制造业中应用最为广泛的基础技术之一。而大力提高切削加工的效率和质量，降低生产成本，对适应机械制造业的新的发展特点、促进国民经济和社会发展以及国防建设有着及其重要的意义^[1,2]。

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