机械加工表面完整性理论与控制技术

   本书全面地总结了作者及其研究团队关于机械加工表面完整性理论与控制技术方面的研究成果，提出了表面完整性概念及表征模型表面特征和表层微结构微力学特征表征与测量、切/磨削表面完整性形成机制、表面完整性控制、机械加工表面完整性评价等一系列新概念、新方法。本书包含大量的切/磨削工艺试验和表面完整性测试数据，资料丰富、覆盖面广，具有系统性、先进性和实用性，对抗疲劳制造领域机械加工表面完整性理论与控制技术的研究具有一定的指导意义和参考价值，对航空关键构件机械加工具有一定的指导作用。本书可作为高等院校从事机械加工研究工作的教师和研究生的参考书，也可作为相关行业科研人员和工程技术人员的参考书。

   前言

第1章绪论1

1.1引言1

1.2研究现状4

1.2.1表面完整性概念及表征模型研究现状4

1.2.2精密切削加工表面完整性控制研究现状7

1.2.3精密磨削加工表面完整性控制研究现状17

1.2.4表面完整性对抗疲劳性影响的研究现状20

1.2.5国内外研究和应用对比分析22

1.3研究意义及关键科学问题26

1.3.1研究意义26

1.3.2关键科学问题27

参考文献28

第2章表面完整性表征数据与测量37

2.1机械加工表面与表层改变37

2.1.1机械加工表面层属性改变37

2.1.2机械加工表面缺陷或改变38

2.1.3机械加工表层缺陷或改变41

2.2表面完整性概念与表征43

2.2.1表面完整性概念43

2.2.2表面完整性数据组45

2.2.3表面完整性分层表征数据组46

2.3表面特征的表征与测量47

2.3.1表面几何形貌47

2.3.2表面粗糙度50

2.3.3表面低倍组织55

2.3.4表面微观组织57

2.3.5表面显微硬度57

2.3.6表面残余应力60

2.4表层微结构特征的表征与测量65

2.4.1表层微结构特征的表征65

2.4.2表层微结构特征的测量67

2.5表层显微硬度场的表征与测量68

2.5.1表层显微硬度场的表征68

2.5.2表层显微硬度场的测量69

2.6表层残余应力场的表征与测量69

2.6.1表层残余应力场的表征69

2.6.2表层残余应力场的测量71

参考文献71

第3章典型材料切/磨削表面完整性形成机制73

3.1热力耦合对表面变质层的影响73

3.1.1热力耦合对表面变质层影响分析73

3.1.2热力耦合对表面变质层影响试验测试方法78

3.1.3热力耦合对表面变质层影响模拟仿真方法81

3.2典型材料车削表面变质层形成机制98

3.2.1高温合金GH4169DA端面车削表面变质层形成机制98

3.2.2高温合金GH4169DA外圆车削表面变质层形成机制113

3.3典型材料铣削表面变质层形成机制137

3.3.1铝合金7055铣削表面变质层形成机制137

3.3.2钛合金Ti1023铣削表面变质层形成机制147

3.3.3钛合金TC17铣削表面变质层形成机制157

3.4典型材料磨削表面变质层形成机制166

3.4.1高温合金GH4169DA磨削表面变质层形成机制166

3.4.2超高强度钢Aermet100磨削表面变质层形成机制173

参考文献193

第4章机械加工表面完整性控制与实例195

4.1机械加工表面完整性控制基础知识195

4.1.1机械加工表面完整性控制概念195

4.1.2机械加工表面完整性映射模型196

4.1.3机械加工表面完整性控制工艺参数优化方法200

4.1.4机械加工表面完整性控制试验设计205

4.2典型材料精密车削表面完整性控制实例209

4.2.1精密车削关键工艺参数209

4.2.2高温合金GH4169DA精密外圆车削表面完整性210

4.2.3高温合金GH4169DA精密端面车削表面完整性216

4.2.4钛合金TC17精密外圆车削表面完整性225

4.2.5钛铝合金γ-TiAl精密外圆车削表面完整性234

4.3典型材料高速精密铣削表面完整性控制实例240

4.3.1高速精密铣削关键工艺参数240

4.3.2铝合金7055高速精密端铣表面完整性241

4.3.3钛合金Ti1023高速精密端铣表面完整性250

4.3.4钛合金TC11球头刀高速精密铣削表面完整性255

4.3.5钛合金Ti60球头刀高速精密铣削表面完整性262

4.3.6高温合金GH4169球头刀精密铣削表面完整性269

4.4典型材料精密磨削表面完整性控制实例275

4.4.1精密磨削关键工艺参数275

4.4.2高温合金GH4169DA精密磨削表面完整性276

4.4.3超高强度钢Aermet100精密磨削表面完整性281

4.4.4超强齿轮轴承钢精密磨削表面完整性290

参考文献305

第5章机械加工表面完整性评价306

5.1机械加工表面完整性对抗疲劳性的影响306

5.1.1材料的疲劳失效过程306

5.1.2表面几何形貌对抗疲劳性的影响309

5.1.3表层微结构微力学特征对抗疲劳性的影响309

5.1.4机械加工表面完整性对疲劳裂纹扩展的影响318

5.2典型材料机械加工表面完整性与疲劳试验327

5.2.1铝合金7055铣削表面完整性与疲劳试验327

5.2.2钛合金Ti1023铣削表面完整性与疲劳试验334

5.2.3高温合金GH4169DA磨削表面完整性与疲劳试验340

5.2.4超高强度钢Aermet100磨削表面完整性与疲劳试验344

5.2.5钛铝合金γ-TiAl车削与抛光表面完整性与疲劳试验347

5.2.6高温合金GH4169DA车削表面完整性与疲劳试验352

5.3机械加工表面完整性评价指标、数学模型与评价实例362

5.3.1机械加工表面完整性评价指标362

5.3.2机械加工表面完整性评价数学模型369

5.3.3机械加工表面完整性评价实例373

参考文献378

第6章多工艺复合加工表面完整性控制与实例380

6.1表面完整性控制的对象与原则380

6.1.1表面完整性控制的对象380

6.1.2表面完整性控制的原则380

6.2多工艺复合加工表面完整性控制方法381

6.2.1多工艺复合加工概念381

6.2.2多工艺复合加工工艺控制原理382

6.2.3多工艺复合加工表面完整性工艺控制策略383

6.2.4多工艺复合加工表面完整性控制指导原则385

6.3典型材料多工艺复合加工表面完整性控制实例385

6.3.1喷丸强化表面完整性形成机理分析385

6.3.2钛合金TC17精密铣削-抛光-喷丸强化复合加工表面完整性388

6.3.3钛合金TB6铣削-抛光-喷丸强化-抛光复合加工表面完整性392

参考文献396