微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的温度研究.pptxVIP

微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的温度研究汇报人：2024-02-05

CATALOGUE目录引言微织构PCBN超硬刀具切削原理及特点温度对微织构PCBN超硬刀具切削性能的影响气门座圈切削过程中温度场模拟与实验研究切削参数优化以降低气门座圈切削温度结论与展望

01引言

随着汽车工业的快速发展，气门座圈作为发动机关键零部件之一，其加工质量和效率对发动机性能具有重要影响。微织构PCBN超硬刀具具有优异的切削性能和较长的使用寿命，在气门座圈加工中具有广泛应用前景。切削温度是影响微织构PCBN超硬刀具切削性能和使用寿命的关键因素之一，因此对其进行深入研究具有重要意义。研究背景与意义

国内外研究现状及发展趋势国内外学者针对超硬刀具切削温度开展了大量研究，涉及切削热产生机理、温度场分布、温度测量方法等方面。目前，微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的温度研究相对较少，缺乏系统的理论分析和实验研究。未来，随着超硬刀具制造技术的不断发展和气门座圈加工要求的不断提高，微织构PCBN超硬刀具切削温度研究将更加深入和广泛。

研究微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的切削热产生机理和温度场分布规律。开展微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的切削实验，测量切削过程中的温度变化，验证有限元模型的准确性。建立微织构PCBN超硬刀具切削气门座圈的有限元模型，模拟分析切削过程中的温度场变化。探讨切削参数、刀具几何参数等因素对切削温度的影响规律，为优化切削工艺提供理论依据。本研究的主要内容和方法

02微织构PCBN超硬刀具切削原理及特点

微织构是指在刀具表面加工出具有一定形状、尺寸和分布的微小结构，以改善刀具的切削性能和使用寿命。微织构PCBN超硬刀具结合了PCBN材料的优异性能和微织构技术的优势，特别适用于高速、高精度和高效切削加工。微织构PCBN超硬刀具是一种采用聚晶立方氮化硼（PCBN）材料制成的刀具，具有极高的硬度和耐磨性。微织构PCBN超硬刀具简介

优势分析微织构PCBN超硬刀具具有高的硬度和耐磨性，能够保持长时间的锋利度；同时，微织构能够降低切削力和切削温度，提高加工表面质量。切削原理微织构PCBN超硬刀具在切削过程中，利用刀具表面的微织构与工件材料的相互作用，实现高效、低磨损的切削。应用范围微织构PCBN超硬刀具广泛应用于汽车、航空、模具等行业的难加工材料切削领域。切削原理及优势分析

气门座圈材料通常为高硬度、高强度的合金钢或铸铁，对刀具的磨损较大。气门座圈材料的导热性能较差，切削过程中容易产生高温，影响刀具的使用寿命和加工质量。针对气门座圈材料的特性，选择合适的切削参数和刀具几何形状，以及采用微织构PCBN超硬刀具进行切削，可以有效提高加工效率和加工质量。气门座圈材料特性对切削的影响

03温度对微织构PCBN超硬刀具切削性能的影响

123随着温度升高，PCBN刀具材料的硬度降低，耐磨性下降，从而加速了刀具的磨损过程。高温导致刀具材料软化在切削过程中，由于温度分布不均匀，刀具内部会产生热应力，当应力超过刀具材料的强度极限时，就会导致刀具破损。热应力引起刀具破损高温下，工件材料中的元素会向刀具材料扩散，与刀具材料发生化学反应，形成脆性化合物，从而加剧了刀具的磨损。扩散磨损加剧温度对刀具磨损的影响

03切削热引起的变形高温下，刀具和工件都会发生热变形，改变了切削过程中的几何关系和切削力的大小。01温度升高导致工件材料软化随着温度升高，工件材料的硬度降低，切削力也随之减小。02刀具与工件间的摩擦系数变化温度对摩擦系数有显著影响，随着温度升高，摩擦系数减小，从而减小了切削力。温度对切削力的影响

形成积屑瘤和鳞刺在切削过程中，由于高温和高压的作用，切屑容易在刀具前刀面上形成积屑瘤和鳞刺，这些都会影响加工表面的质量。工件材料的相变和硬化高温下，工件材料可能会发生相变和硬化现象，这些变化会改变工件材料的性能和加工表面的质量。表面粗糙度增加高温下，刀具的磨损和破损会导致切削刃口变得不锋利，从而使得加工表面粗糙度增加。温度对加工表面质量的影响

04气门座圈切削过程中温度场模拟与实验研究

有限元法采用有限元分析软件，如ANSYS、ABAQUS等，对切削过程中的温度场进行模拟。边界条件设定根据实际切削条件，设定刀具、工件和切削液的初始温度、对流换热系数等边界条件。材料属性输入工件和刀具的材料属性，如导热系数、比热容、密度等，以便更准确地模拟切削过程中的温度变化。温度场模拟方法与模型建立

选择适当的切削机床、测温仪器和切削刀具，搭建实验平台。实验设备实验参数实验过程确定切削速度、进给量、切削深度等实验参数，以及测温点的位置和数量。按照设定的实验参数进行切削实验，同时记录各测温点的温度变化数据。030201实验方案设计及实验过程

模拟结果与实验数据对比分析数据整理将模拟