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2.實驗
       本實驗中，切削速度（v）、進給（f）和切割深度（d）為切削參數。表一為確認參數及其準級；表二為田口正交陣列。
       實驗采用直線干車削，機床為SN 40，主軸功率6.6kW；工件為AISI 52100軸承鋼圓棒，直徑41mm，長度300mm；工件材料組份：1.05% C; 1.41% Cr; 0.38% Mn; 0.21% Si; 0.02% Mo; 0.03% Al; 0.28% Cu; 0.02% P; 0.02% Sn; 0.21% Ni，0.01% V。850℃下淬火，250℃下回火，工件的平均硬度值為60HRC。在工件上鉆削一個孔以便于固定在尾座上，如圖1所示。加工前對工件表面進行1.0mm切割深度的磨除清理。CBN刀具為Sandvik公司的CBN7020，并固定在工具夾上。刀具和工具夾之間的負傾角為γ= -6°，后角α=6°，負刃傾角λ= -6°。刃口角Xr = 75°。用光學洪德（WAD）顯微鏡觀察工具磨損；用Kistler 9257B測力計在三個相互垂直方向上對切削力進行計量；用Surftest 301 Mitutoyo 表面粗糙度儀對每一組切削參數下的表面粗糙度進行計量。

3.結果和討論
3.1 切削力和表面粗糙度分析
       利用變量分析法（ANOVA）對表二獲得的實驗結果進行分析。確認對性能特征（表面粗糙度、切削力）影響顯著的因素，如表3所示。顯著性水準α=0.1，可信度為90 %的分析進行操作。表格最后一欄為影響占比。
       對切削力影響最為顯著的是切割深度（d），占整個變量的64.39 %；其次是進給速率，21.22 %；最后是切削速度，11.96 %。圖2中的切削力主效應圖說明切削力（Fc）隨進給速率和切削深度增大而增大；而另一方面，切削速度對切削力的控制則有所下降。這是由于當進給和切割深度增大時，工具和碎屑接觸面增大，從而導致切削力增大。而切削速度增大則導致較高的切削溫度，并引起工件材料的軟化，降低了材料的抗屈強度，減小了碎屑厚度和工具碎屑接觸長度，從而是切削力呈下降趨勢。

       表3（b）可以看出進給是唯一一個對表面粗糙度算術平均值影響顯著的因素，占據68.12 %；其次是切削速度，占據25.11 %。圖三為表面平均粗糙度主效應圖。進給速率增加和切削速度降低致使表面粗糙度增大。

3.2 最佳設計預測


       如表4所示，當切削力Fc的兩個最顯著的因素分別為：

時，Fc的90%置信區間可以通過以下公式計算得出：


       其中，

       最后，Fc的90 %置信區間為：


       如表4所示，當表面粗糙度Ra的最顯著因素在f1準級時，表面粗糙度（Ra）的預測平均值計算如下：


       Ra 的90 %置信區間計算公式為：


       最后，Ra 的90 %置信區間為：


3.3 關聯
       用多元線性回歸法對因子和性能特征進行關聯；獲得模型如下：


       利用決定系數（R2值）對模型進行診斷檢測。當R2接近統一時，響應模型和實際數據一致。
3.4驗證試驗
       從圖二、三可以看出，準級v3、f1和d1的結合出現了表面粗糙度最小值和切削力最小值。因此，為確認表面粗糙度和切削力，本研究將v3f1d1當作驗證試驗；實驗結果和預測值接近，如表5所示。


       圖四為CBN工具側面磨損圖。側面上的磨損類型說明工具切削刃和側面跟工件材料間的摩擦引起了磨損。側表面出現許多溝槽；這些溝槽是由AISI 52100鋼中的超硬碳顆粒引起的。圖5為加工過程中表面質量的SEM圖，切削速度為200m/min，進給速率0.08mm/rev，切割深度為0.2mm。圖六為最佳切削參數下加工AISI 52100淬火鋼的切削力。



       切削力隨進給速率和切割深度增大而增大；隨切削速度增大而降低。切削深度對切削力影響最大，其次分別是進給速率（21.22 %）和切削速度（11.96 %）。
       表面粗糙度受進給速率影響最大，占據68.12 %。表面粗糙度隨進給速率增大而增大。切削速度為負效應（25.11 %），切割深度影響可以忽略不計（2.50 %）。
       最佳切削力預測值和最佳表面粗糙度預測值的90 %置信區間分別為61.38 ≤µFC≤109.98 N，0.415≤µRa≤0.711 µm。
       切削參數和性能間的關系可以用多元回歸方程來表示，用來預測任意一個參數準級的性能預期值。（編譯：中國超硬材料網）