[01595863]基于多物理场耦合的模具钢硬态切削表面层微观组织演变

本项目选择AISI H13模具钢硬态切削工艺作为研究对象,通过理论建模、数值仿真和实验分析的结合,主要完成了如下研究工作：① 适用于硬态切削的低温微量润滑条件下的油—气混合物流场雾化参数优化及内冷式刀具的切削性能评价。② 基于空间尺度的H13钢硬态切削切屑和切削表面层微观组织及性能数字化表征模型。③ H13钢硬态切削切屑和切削表面层的微观组织、性能演化机制和动态演化仿真。④ 模具钢五轴球头铣削三维表面形貌建模及加工表面缺陷分析。⑤ 面向特定力学性能和表面形貌要求的切削表面层状态的可控性演变。结合研究成果,已在《International Journal of Mechanical Sciences》、《Materials Science ＆ Engineering A》和《机械工程学报》等期刊上发表25篇论文。其中,应《航空制造技术》期刊邀请,以专稿形式发表综述论文“切削过程有限元仿真研究进展”。2019年12月,发表于《Journal of Manufacturing Processes》期刊上的论文“Simulated and experimental analysis on serrated chip formation for hard milling process”被全球著名科技媒体机构“工程进展”（Advances in Engineering,AIE）遴选为关键科学文章,对模具钢硬态切削机理研究进行重点报道。同时,申报了1项发明专利;培养了8名研究生,王鹏同学的毕业论文《汽车保险杠凹模加工表面形貌建模及数控加工仿真》被评为山东大学优秀硕士学位论文。以本项目所提出的球头铣削三维表面形貌模型为基础,与青岛海信模具有限公司签订了“模具高效加工关键技术”服务项目。通过优化切削参数组合,达到了提高加工效率、降低表面粗糙度值的目的,应用效果得到了企业的认可。该项目的实施,实现了面向特定力学性能和表面形貌要求的切削表面层状态的可控性演变,促使硬态切削工艺由“控形制造”向“控形控性制造”的跃升。