提出了高速切削摩擦系统的多目标控制模型,从高速切削变形和高速摩擦学行为入手,应用热-弹塑性理论与有限元法相结合的方法,建立了高速正交切削前、后刀面热-力耦合模型,进行了模具钢、钛合金、镍基合金的高速切削数值模拟,研究了刀具材料、刀具几何参数、切削参数对刀具-工件热流量比、刀-屑、刀-工接触区应力场、温度场的影响。在高速正交切削热-力耦合模型的基础上,建立了扩散为主导的热-力-化学多场作用条件下以前刀面月牙洼磨损为判据的刀具寿命模型、以均匀后刀面磨损为判据的刀具寿命模型。研制了高速摩擦磨损试验装置,研究了硬质合金-钛合金、硬质合金-铝合金等的高速摩擦磨损特性,得到了不同速度、压力下摩擦副接触面的温度、磨损量、磨损速率及摩擦系数,深入分析了磨损形貌、磨损机理。通过高速切削实验,研究了刀具材料、切削参数等对刀具磨损形态、磨损机理、切削力、切削温度及刀具寿命的影响,建立了刀具寿命、加工表面质量预报模型,提出了基于高速切削均匀性的切削参数优化方法。在高速切削摩擦学研究的基础上,提出了涂层刀具、复合金属陶瓷刀具的组分、结构设计方法,为新型高速切削刀具的研制奠定了基础。
英文主题词High Speed Machining; Tribology; Thermo-mechanical Coupling; Extrem Stress Field; Tool Life