LD钢是一种典型的冷作模具钢,淬火后的LD钢具有高韧性、高耐磨性等优点,能够满足多种冷作加工模具的需求。LD冷作模具钢切削加工性能的优劣,对刀具寿命、生产效率、工件表面质量和加工成本等具有显著影响。研究LD冷作模具钢的切削加工性能,选择合适的刀具材料和刀具几何参数,总结LD冷作模具钢切削力、温度、切屑等的变化规律,从而优化铣削加工工艺条件,对促进LD冷作模具钢的加工和广泛使用具有重要意义。本课题采用数值模拟、实验研究及理论分析等方法,在干式切削条件下,考虑刀具的材料和形状及几何参数,重点分析切削工艺参数(a_p,f_z,v)对LD退火钢铣削时切削力和切削温度的大小与分布、切屑的形态、刀具磨损、工件表面质量等的影响。在数值模拟中,建立材料本构模型,定义工艺参数,设计正交实验方案,对模拟中切削力和切削温度分布进行了极差和方差分析,得出了切削用量对各方向力和温度变化影响的显著性,以及最优的工艺方案。结果表明,切削深度a_p对各切削力的影响程度最大,接下来是每齿进给量f_z,最后是进给速度v,且随切削用量的增大,三个力都出现明显增大的现象。切屑的表面温度普遍高于刀尖和工件的表面温度,切削速度v对切屑表面温度的影响程度最大,且随切削用量的增大,切削热也在不断增大。在实验研究中,采用正交设计试验和单因素试验方法,分析检测各切削参数对切削力、工件表面粗糙度、切屑形态、刀具寿命的影响规律,并进行了综合分析。结果表明,切削深度a_p的改变对三向切削力大小的变动的影响最为显著;每齿进给量f_z的改变对已加工工件表面粗糙度数值Ra的影响程度最大,随每齿进给量的增大,Ra值逐渐增大,表面质量变差;随切削速度的增大,Ra值在一定范围内出现减小现象,表面质量变好。切削速度v和每齿进给量f_z主要对切屑的螺卷程度和长度有影响,切削深度a_p主要对切屑的大小有影响。面向切削总力F大小的切削参数的优化,为使切削总力最小,振动最小,耗能较小,最优的切削工艺参数为:v=50m/min,f_z=0.030mm/z,a_p=0.5mm。面向已加工表面粗糙度的切削参数优化,为使表面质量较好,最优的切削工艺参数为:v=70m/min,f_z=0.025mm/z,a_p=0.5mm。通过数学分析,建立切削力与切削用量之间、表面粗糙度与切削用量之间的数学模型,分别获得切削力和粗糙度的经验公式。在优化的工艺参数下,实际检测得出刀具寿命约为65分钟。