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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 干切削刀具的性能与特点2

1.2.1 切削加工基本概念2

1.2.2 刀具几何参数的选择5

1.3 分形理论及其应用6

1.3.1 分形的概念及特性6

1.3.2 分形维数及计算方法9

1.3.3 分形理论在切削加工中的应用12

1.4 有限元模拟技术及其在分形特性研究中的应用15

1.4.1 有限元理论15

1.4.2 有限元法基本分析流程16

1.4.3 非线性问题的求解18

1.4.4 有限元法在切削领域的应用19

1.4.5 有限元软件在切削领域的应用22

第2章 干切削刀具设计与制备的最新进展24

2.1 涂层刀具简介24

2.1.1 高速钢涂层刀具简介25

2.1.2 硬质合金涂层刀具简介26

2.2 AlZrCrN复合双梯度涂层刀具的设计及其制备33

2.3 基于元胞自动机模型的复合刀具材料微观结构与力学性能的模拟及预测37

2.4 基于扩展有限元的复合陶瓷材料多重增韧机制研究41

第3章 干切削刀具磨损表面分形研究44

3.1 刀具磨损表面的分形特性44

3.1.1 分形维数在刀具磨损中的应用44

3.1.2 白光干涉法在表面形貌测量中的应用45

3.2 刀具磨损表面模型的建模研究48

3.3 刀具切削加工分形与切削力特性研究50

3.4 刀具磨损表面粗糙度的分形特性研究58

第4章 车削加工分形研究63

4.1 涂层刀具车削加工分形研究63

4.1.1 切削过程有限元仿真63

4.1.2 仿真结果分析70

4.1.3 基于切削力的干车削性能实验研究76

4.2 非涂层刀具车削加工分形研究94

4.2.1 切削过程有限元仿真94

4.2.2 仿真结果分析103

4.2.3 切削实验与仿真结果对比分析113

4.3 切削力分形特性研究115

4.3.1 切削过程有限元仿真115

4.3.2 切削实验与仿真结果对比分析120

4.3.3 切削力的分形特性分析125

第5章 钻削加工分形研究133

5.1 对45号钢的钻削过程有限元仿真133

5.1.1 有限元模型的建立133

5.1.2 仿真模拟过程137

5.2 仿真结果分析144

5.2.1 不同钻削速度下的切屑成形144

5.2.2 温度场分析146

5.2.3 应力场分析148

5.3 钻削加工的分形特征研究151

5.3.1 45号钢钻削加工实验151

5.3.2 实验结果分析152

第6章 铣削加工分形研究158

6.1 二维铣削有限元仿真及结果分析158

6.1.1 二维铣削过程有限元仿真计算158

6.1.2 二维铣削仿真结果分析160

6.2 三维铣削有限元仿真及结果分析162

6.2.1 三维铣削过程有限元仿真计算162

6.2.2 三维铣削仿真结果分析175

6.3 铣削实验与结果分析182

6.3.1 铣削实验182

6.3.2 实验结果分析183

参考文献186