课题以45Cr淬硬钢薄壁件为研究对象,就其实际生产中存在的加工质量和效率问题,通过对其车削加工工艺的实验研究、理论分析以及切削加工过程的有限元仿真,以求达到改善其车削加工工艺,选出合适的切削刀具和最优的切削参数,提高生产效率和降低生产成本的目的。本文主要研究内容为:(1)金属陶瓷刀具的切削性能研究。研究内容包括:分析了45Cr淬硬钢的材料特性,基于加工特征和车削机床对刀具的要求,并考虑市场需求等因素等,选择了几种新型金属陶瓷刀具,并对其切削性能进行了研究;系统的进行了45Cr淬硬钢薄壁工件的切削力单因素实验和刀具磨损实验,分析了金属陶瓷刀具的切削力变化规律、磨损形态以及磨损原因、刀具的断屑槽类型对刀具切削性能和工件质量的影响,最终选出了适合45Cr淬硬钢工件的金属陶瓷刀具,建立了相关刀具的切削力模型,选出了合适的断屑槽,为选择合适的切削刀具提供理论依据。(2)45Cr淬硬钢薄壁件车削加工参数的优化。综合运用田口法、主成分分析法以及表面响应法,以切削参数为优化对象,以切削力,切削功率,零件表面粗糙度以及材料去除率等参数为优化目标,获取最优的切削参数,并通过最优切削参数的验证性试验,在保证薄壁零件的加工质量的同时,达到降低生产成本和提高刀具寿命的目的。(3)切削加工过程的有限元仿真分析。采用Ansys9.0建立薄壁件切削加工的力学模型,分析了工件的夹紧变形、在半精加工以及精加工条件下的变形和受力情况,切削区的热变形,以及夹具修改前后的变形和受力情况,为进一步采用有限元仿真分析进行加工工艺优化的深入研究作铺垫。