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干式切削作为一种绿色制造技术近年来被广泛应用于各类机械加工中,随着表面工程技术的高速发展,以TiN涂层为代表的涂层刀具加速了干式切削加工的发展。由于涂层刀具可以不改变基体几何尺寸及外形,且具有较高的硬度和耐磨性等优势,采用涂层刀具进行切削加工越来越受到重视。针对目前一些难加工材料,采用涂层刀具进行干切削试验研究成为切削加工领域的热点。本文主要采用TiN涂层刀具对304不锈钢和20Cr钢进行干切削试验,内容包括：(1)通过加工获得304不锈钢和20Cr钢试件,以氮化硅陶瓷球作为摩擦配副,通过往复滑动试验研究法向载荷对各自材料摩擦系数、磨损量的影响,并分析其摩擦机理；(2)采用未涂层刀具与TiN涂层刀具加工304不锈钢时对切削力和切削温度的研究,主要通过单因素试验法研究切削用量对各自目标参数的影响,通过正交试验法研究切削力和切削温度的最优切削参数,并进行试验验证；(3)采用TiN涂层刀具对20Cr钢进行干切削试验研究,主要包括单因素试验法研究改变切削参数对切削力和切削温度的影响,基于响应曲面法获得切削力和切削温度的预测模型,并对其进行试验验证；(4)结合有限元软件对切削加工进行仿真,主要对切屑形成过程、切屑温度分布和切削力动态跟踪等进行研究,分析各自变化机理及规律,并对切削温度进行试验验证。综上研究可知：(1)通过往复滑动摩擦磨损试验可知,304不锈钢与20Cr钢的摩擦系数和磨损量均随载荷增大而增大,同载荷下的摩擦系数均是304不锈钢大于20Cr钢。(2)针对304不锈钢材料加工,采用TiN涂层刀具比未涂层刀具的切削力和切削温度都小；随着切削速度的增大,三向力呈现先增大后减小的趋势,切向力和径向力随进给量的增加而增大,三向力对背吃刀量的变化特别明显,近似成倍增加；切削温度总体随切削速度和进给量的增大而升高,改变背吃刀量对切削温度的影响不明显；采用正交试验,用TiN涂层刀具对不锈钢进行试验,获得切削力和切削温度的最优组合参数分别为A2B1C1、A1B1C3。(3)采用涂层刀具对20Cr钢进行切削试验,切向力随切削速度的增大而减小,三向力随进给量和背吃刀量的增大而增大,但背吃刀量的影响程度更大；切削温度随切削用量的变化较为明显,切削温度总体随切削用量的增大而升高；基于响应曲面设计获得切削力和切削温度的预测模型,误差分别为2.96%、5.06%。(4)通过DEFORM-3D软件仿真涂层刀具车削加工304不锈钢,切屑的变形主要来自刀尖剪切和挤压,第Ⅱ变形区的温度最高,切削温度的仿真数值与试验值误差在4.5%～8.14%之间,具有较好的一致性。