金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损机理研究

利用真空烧结工艺制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片。进行铸铁的单因素切削试验,并利用SEM、EPMA对金属陶瓷刀具的磨损失效机理进行了详细的研究。结果表明:纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片只适宜小切削用量下铸铁的切削加工,切削铸铁时主要以磨损的形式失效,其主要的磨损失效机理是冲击磨损和崩碎切屑的研磨。     

刀具材料表面处理的研究现状

介绍了渗氮、气相沉积、等离子改性以及复合表面处理技术等在切削刀具中的应用现状和发展趋势。     

高速切削中金刚石涂层Si3N4刀具磨损与切削力分析

利用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在Si3N4刀具上涂覆一层金刚石薄膜,用以对灰口铸铁进行加工.切削试验的主要参数:切削速率为500m/min、700m/min和900m/min,刀具进给量0.1mm/r、0.25mm/r和0.4mm/r,切削深度保持恒定为1mm.为了评估切削过程中的刀具性能,着重对刀具切削力进行分析,证实了切削力随着进给量的增加而显著增大.金刚石薄膜的存在使切削过程保持稳定,同时在刀具上观察到来自工件的铁和锰元素的黏附现象.切削试验是在配有三轴测力仪的数控机床上进行的,由国产软件采集并记录测试结果.通过配有X射线能谱仪的扫描电子显微镜分析刀具磨损并利用轮廓仪进行刀具表面分析.     

石墨烯涂层刀具的研究现状

针对高效干式切削加工中润滑能力不足,将自润滑性能优良的石墨烯粒子原位生长或者以复合材料的形式沉积于硬质合金刀具基体表面,有望弥补传统干切削中刀具使用寿命和加工性能偏低的不足。介绍了石墨烯材料在金属切削刀具领域中的研究和应用的现状,解读使用不同的工艺制备方法获得原生石墨烯涂层或者石墨烯复合超硬材料,并用其进行金属切削加工和摩擦磨损的试验。结果表明：石墨烯涂层刀具具备优良的润滑性能,能有效降低刀具的摩擦因数和磨损率,提高其使用寿命。     

不同PCBN刀具车削硼铸铁的对比研究

使用不同的立方氮化硼刀具材料(PCBN)和刀具结构,在相同加工参数下,对硼铸铁进行切削加工试验,并对比其加工效果。结果表明:同粗粒度的PCBN刀具相比,细粒度的PCBN刀具加工所得的工件表面粗糙度较低,且刀具本身的耐磨性较高;在切削过程中,随着进给量的增大,工件表面粗糙度也增大;PCBN刀具的负倒棱宽度对加工硼铸铁的切削温度和后刀面磨损有较大影响,负倒棱宽度增加,切削温度和刀具磨损增加,而倒棱角度对刀具和切削过程影响有限。     

用于切削球墨铸铁和灰口铸铁的立方氮化硼刀具的磨损机理研究

为了研究用于切削球墨铸铁CGI的CBN刀具的磨损机理，进行了多种实验，同时为了探讨在这种情形下切削CI的刀具寿命为什么特别高，而对用于切削灰口铸铁CI的刀具也进行了比较，发现对刀具的磨损有两个主要因素：即（1）刀具的氧化；（2）刀具与CGI之间组元的互扩散。这些磨损机理对于切削CGI和CI材料或多或少是相同的。刀具寿命的差异可用在切削灰口铸铁CI情形下，刀具表面形成MnS层来解释。这种MnS层对于CGI是不会形成的。MnS层起着润滑和阻碍扩散作用，并且是在切削灰口铸铁CI的情形或减少刀具磨损的原因。     

专用刀具与复合刀具

考虑到多任务加工机床所具有的优势,将这种组合方法应用于切削刀具（以复合刀具的形式）也就不足为奇了。近年来,为了满足用户的需求,刀具制造商越来越多地将注意力聚焦在高效切削（HPC）上。对于成功的加工,至关重要的不仅仅是切削速度,而且还包括切削性能（效率）和加工可靠性。     

PCBN刀具切削性能和磨损机理研究综述

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具是继聚晶金刚石刀具之后的又一种超硬刀具,以其独特的“以车代磨”、“硬态加工”、“干式切削”等方式被誉为21世纪的绿色环保刀具。PCBN刀具在金属切削方面具有广泛的应用,主要用来加工各种淬硬钢、耐磨铸铁等铁基材料。本文介绍了PCBN刀具成分、几何形状、切削参数等对其切削性能的影响,在此基础上分析了不同材料加工时刀具的主要磨损机理,还简单对比了硬质合金和PCBN刀具切削性能上的差异。      

蠕墨铸铁批量化生产的刀具选型及其加工参数研究

蠕墨铸铁以其良好的强度、耐热性、耐磨性和抗疲劳性逐步取代了发动机缸体和缸盖传统使用的灰铸铁材料。实践表明,在蠕墨铸铁加工时,刀具磨损的速度是加工灰铸铁的10~20倍,机床功率也会增大10%~30%,较低的加工效率和高昂的加工成本严重阻碍了蠕墨铸铁的批量化生产。根据现场生产经验,结合刀具提供商的推荐,选用了4款不同涂层厚度和不同槽型的硬质合金刀具,在线速度100~200 m/min的范围内进行多组切削试验,结果表明,化学气相沉积方法(CVD)制备的厚涂层PM槽型硬质合金刀具,在线速度190 m/min时,表现出最好的刀具寿命。小批量生产验证,与试验结果基本一致。本文研究成果对蠕墨铸铁的批量化生产起到了重要指导作用,大幅降低流水线上的换刀、调刀频率,在保证加工质量的同时,有效提高了企业的生产效率。     

切削难加工材料的解决方案——PCD和CBN刀具

聚晶金刚石（PCD）刀具和立方氮化硼（CBN）刀具为难加工材料的切削难题提供了解决方案。对切削刀具材料中这两种先进概念刀具的加工挑战已尽人皆知。不同设计的CBN刀具被用于对淬硬黑色金属进行连续或断续切削,以及切削加工焊接金属和复合金属。而PCD刀具被广泛应用于铣削有色金属、复合材料、塑料以及极其难加工的超级合金。     

Coatings for Cutting Tools

Surface technology for wear property enhancement is changing design concepts. The changes are quite pervasive. They encompass productivity limits, bulk substrate specification, as well as tribological considerations. This brief account discusses commercialization of modern techniques in one such area. The interesting part of this story is really not the technical development itself, but rather the impressive potential improvement in service life.     

Wear Behavior of CVD-Diamond Tools

Diamond cutting tools are often the only choice for the machining of high-strength and highly abrasive non-ferrous alloys. During machining, a complex interaction of different wear mechanisms takes place on the tools. This interaction considerably hinders a purposeful detection of specific wear mechanisms. Therefore, the objective is to systematically analyze the wear processes that occur when machining a hypereutectic aluminum silicon alloy with CVD-diamond tools. The main wear mechanisms are identified and the limits for the use of various CVD-diamond tools are indicated. The findings gained will serve in the further development of these high-performance cutting materials.     

Mechatronic Systems for Machine Tools

This paper reviews current developments in mechatronic systems for metal cutting and forming machine tools. The integration of mechatronic modules to the machine tool and their interaction with manufacturing processes are presented. Sample mechatronic components for precision positioning and compensation of static, dynamic and thermal errors are presented as examples. The effect of modular integration of mechatronic system on the reconfigurability and reliability of the machine tools is discussed along with intervention strategies during machine tool operation. The performance and functionality aspects are discussed through active and passive intervention methods. A special emphasis was placed on active and passive damping of vibrations through piezo, magnetic and electro-hydraulic actuators. The modular integration of mechatronic components to the machine tool structure, electronic unit and CNC software system is presented. The paper concludes with the current research challenges required to expand the application of mechatronics in machine tools and manufacturing systems.     

金刚石工具降低了石材抛光的成本

使用金刚石工具抛光天然石材可以降低加工成本,减少加工时间,提高加工表面光洁度。 Ｐｈｉｌ． Ｄａｖｉｓ和 Ｎｉｇｅｌ Ｐｅａｒｃｅ报道在金刚石工具和结合剂技术方面取得了新的进展。 在过去的二十年里,抛光天然石材的市场得到了迅猛的发展。这是由许多因素所引起的,其中最重要的因素就是石材加工生产线自动化程度的提高,成型板材用量的增加,如建筑设计中室内外装饰用的石材,以及发展中国家天然石材的大规模加工厂和石材用户的出现。 这些因素中最具影响力的就是成型板材用量的增加。它不仅是上述其他因素的结果,而且还起因于石…     

Cutting and Shaping Tools from Nitrocarburized High-Speed Steels: a Possible Alternative to Hard-Alloy Tools

Metal Science and Heat Treatment -     

摩擦焊刀具的热处理

国内外普遍采用摩擦焊生产工艺制造φ10mm以上的杆式刀具.同闪光焊相比,摩擦焊具有节电、焊缝质量好、结合强度高等优点,用摩擦焊生产的高速钢刀具可节材50%以上.但如果操作不当,也会出现质量问题,甚至批量报废.     

Quenching Simulation of PM Coated Tools

THE TECHNOLOGY OF HIP(hot isostatic pressing)enables the coating of components by layers up to30mm in thickness.Successful applications can be foundin wear protection[1,2].In order to increase abrasionresistance,the surface needs to contain hard particles—usually primary or eutectic carbides-that are harderthan the furrowing medium like abrasive minerals orplastics containing abrasive additives.Therefore,high-alloyed PM tool steels are used as protectivecoatings on forged or rolled ba…     

基于Web的计算机辅助刀具设计系统开发

系统将web技术与规范化数据库技术完美结合。在分析工件特征信息的基础上,建立刀具模块后台数据库,同时开发出相应的用户界面。根据刀具各模块的特征信息,用户可通过网络与服务器端刀具数据库进行交互,完成刀具类型、刀具组件及刀具材料的匹配并实现快速组装。系统实现了刀具组装数据的自动生成和管理,实现了企业的刀具资源信息化、刀具数据更新及时化,缩短了刀具准备时间,提高了企业的生产率,确保了企业生产的稳定性。