对干式硬态车削已加工表面质量进行评价的指标有很多,白层是其中比较重要的一个因素。白层具有特殊的物理性能:一方面相比于加工材料本身,白层的耐磨性好,硬度高;另一方面又比较脆,加工参数控制不好会在组织内部产生微裂纹,使用过程中零件表层材料会伴随裂纹的扩展而脱落。只有对干式硬态车削中产生的白层进行深入研究,才能获得较高的已加工表面质量。因此,对已加工表面白层的形成机理,需要进行试验分析研究;对于已加工表面白层的厚度,也需要建立预测模型,这样才能为实际加工生产过程中切削参数的合理选择提供科学的理论依据。目前,国内外学者主要对轴承钢GCr15已加工表面白层进行了研究,对淬硬冷作模具钢Cr12Mo V研究的不多,在研究白层厚度影响因素方面,对不同淬硬状态对白层厚度的影响也鲜有研究。本文对聚晶立方氮化硼刀具(PCBN)干式硬态车削淬硬模具钢进行了有限元模拟和试验研究,对已加工表面白层组织形态以及切削参数对其厚度的影响进行了分析并建立了白层厚度预测模型。主要工作内容和研究成果如下:(1)通过有限元模拟分析的方法建立了PCBN刀具干式硬态车削淬硬模具钢Cr12Mo V的直角车削模型,对加工过程中的等效应力、等效应变和热-力作用进行了分析。(2)对试验获得的已加工表面的样件在扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)下进行了扫描,分析干式硬态车削Cr12Mo V已加工表面的微观组织演变过程以及白层的形成机理。(3)采用单因素法,设定切削参数(切削速度v、进给量f、背吃刀量ap)以及工件材料硬度为自变量,白层厚度为因变量,根据试验数据,探究各个切削参数对白层厚度的影响规律并运用多元非线性回归的方法建立了白层厚度的预测模型。研究结果表明:较大的等效应力会在干式硬态车削已加工表面产生,切削温度也从已加工表面向工件内部传导;已加工表面白层的形成是热-力共同作用下的结果;对白层厚度影响较大的切削参数是切削速度和背吃刀量,对白层厚度影响不显著的切削参数是进给量;建立的白层厚度预测模型经过复相关系数检验和F检验可知,该预测模型的回归效果非常显著,能够对白层的厚度进行较为准确的预测。