316L不锈钢车削用刀片的槽型结构对切削性能的影响

316L具有优良的耐腐蚀性能,是目前较为广泛应用的奥氏体不锈钢。本文以316L不锈钢为研究对象,选择EM（大前角）、SM3（小反屑角）、MM（小前角）、SF（大反屑角）等四款槽型结构的硬质合金刀片,在半精加工的加工参数下进行切削加工,研究不锈钢车削刀片不同槽型几何结构对切削性能的影响规律。结果表明：EM和MM刀片切削力相对最低,刀片槽型反屑角越小,切削力越小,结合槽型特征说明合理的双前角设计利于减小切削力;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小以及进给量有关,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角设计在20°左右,可以获得良好的断屑性能;MM刀片在小进给和切削深度下加工表面粗糙度较好,但受到工艺参数显著影响,EM刀片加工表面粗糙度最佳且稳定;从四种刀片的磨损情况来看,EM刀片在半精加工的工艺参数下抗磨损性能最佳。     

刀片槽型对GH4169车削寿命的影响

本文从刀片槽型结构出发,通过调节刃带宽度和刀具前角设计四款不同槽型刀片,对GH4169进行车削试验。通过测力仪(Kistler 5070)测量刀片切削力和超景深显微镜(Easson)观察刀具的磨损形貌,分析刀片的受力曲线和磨损曲线。试验表明:切削速度在45~85 m/min范围内,随着切削速度的增加,不同槽型刀片切削力都是先增大后减小;相同参数条件下,刀片槽型前角越大,剪切变形减小,受力越小;切削速度较低时,3°~15°前角范围内,刀具刃口强度好的刀片寿命好;切削速度较高时,通过增大第一前角和切削刃强度有助于提高刀具寿命;切削速度45 m/min时,刃口强度好的SNR1槽型切削寿命好;切削速度65 m/min,槽型最锋利且有加强筋强化切削刃的SNR4槽型切削寿命好;切削速度85 m/min,刃口强度和前角都较大的SNR2槽型切削寿命好。在本文切削速度范围内,SNR2能较好的满足使用要求。     

磨削工艺对硬质合金切槽刀片刃口质量的影响

本文采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削硬质合金切槽刀片的断屑槽和周边,形成刀片的切削刃口。采用D46和D64两种不同粒度的砂轮分别制备了5°、10°、15°前角的切槽刀片。在断屑槽的磨削过程中,采用了一次磨削和两次磨削两种方式。通过表面粗糙度仪测量了断屑槽和周边的粗糙度值,通过SEM测量了刀片的刃口缺陷。结果表明:砂轮粒度磨削周边对表面粗糙度的影响不大,断屑槽磨削的表面粗糙度受粒度影响较大;刀片前角越大,刃口完整性保持越差;相同条件下断屑槽采用两次磨削能获得更好的刃口质量。通过此试验,明确了生产现场磨削此类刀片的磨削工艺:磨削周边选用D64砂轮以提高加工效率,磨削断屑槽选用D46砂轮两刀磨削以提高表面质量,最终在兼顾磨削效率和质量的条件下可获得较好的刃口质量。     

刀具断屑槽对切削过程影响的数值模拟

本文通过有限元法模拟切削过程,对硬质合金刀片断屑槽在切削过程中的影响做了研究。结果表明采用平滑的槽型曲面有利于降低主切削力;断屑槽能够降低轴向力和径向力,进而可以帮助提高加工精度和工件的表面质量。切削过程中,有断屑槽的刀片表面等温线分布集中,而没有断屑槽的刀片表面有多个最高温度区域且温度更高,不利于刀片的使用寿命。另外,有断屑槽的刀片所产生切屑的有效应力、有效应变更大,更适合于加工塑性好的材料。     

刀具几何角度对7050铝合金高速切削影响研究

使用不同前角度的YG刀具对7050铝合金进行切削试验。试验结果表明:随着刀具前角的不断增大,三向切削力呈现较大幅度的减小趋势,切削表面质量也相应提高,但当前角增大到15°时,切削表面质量变差。究其原因在于,随着刀具前角的不断增大,刀尖锋刃程度增强,致使切削力减小,但是前角超过15°后,容易产生积屑瘤,致使切削表面质量变差。     

槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响

本文采用4种不同槽型结构的切槽硬质合金刀片-TR、-SZ0、-SZ1和-SZ2进行高温合金GH4169切槽切削实验,测定各切槽硬质合金刀片的切削寿命及刀片磨损,观察切削实验切屑形貌,并通过有限元软件模拟仿真切槽切屑形貌,揭示硬质合金刀片的槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响规律。结果表明:在目前国内航空加工企业的主流切削速度(v为40、60 m/min)条件下,-SZ2切槽刀片锋利的直线型刃口形式有利于提高刀片的使用寿命,其合理的断屑台结构可获得良好而稳定的断屑效果。     

基于SPH法的钢轨打磨单颗磨粒磨削仿真

为研究钢轨打磨过程中材料的去除机理,采用光滑粒子流体动力学（SPH）的方法,仿真模拟钢轨打磨过程中单颗磨粒的切削过程,分析单颗磨粒几何形状、切削深度、负前角对打磨磨削过程中切削力、切削力比的变化规律及工件材料应力、变形情况的影响。结果表明:由于单颗磨粒的推挤作用,工件材料流动后形成毛刺和磨屑,而棱锥形磨粒可以获得较好的磨削加工表面;切削力随磨粒切削深度的增加而增大;磨粒负前角增大时,切削力和切削力比都随之增大,且负前角越大磨屑呈越明显的锯齿状。      

带减摩槽刀片切削机理的试验研究

本文通过对平前刀面和带减摩槽刀片的基本切削试验结果的分析 ,考察了减摩槽对主切削力 (Fz)以及切削变形和断屑性能的影响 ,在此基础上得出对三维断屑槽设计的一些有益结论 ,并据此设计了一种新型的断屑槽。     

双面八角形可转位铣刀片设计的有限元仿真与试验研究

安装双面八角形"ON"可转位铣刀片(以下简称"ON刀片")的45°平面铣削刀具应用广泛。本文通过分析该刀具的使用情况,并结合该刀具的结构特点,设计一款新切削刃结构的"ON刀片",刀片切削刃设置合理的倾角,使刀片切削刃在刀具上形成利于提升刀具切削性能和排屑性能的刃倾角。利用Advant Edge FEM软件对两种刀片进行有限元切削仿真,并进行实际切削试验,仿真评价与切削试验结果基本一致,新的"ON刀片"轴向切削力降低明显,切屑形状规则,且排屑顺畅。     

多齿梳刀与D型刀片车削GH4169高温合金的对比研究

GH4169合金具有良好的高温特性,是国家航空航天领域的关键材料,但其可加工性极低。为了提高加工GH4169合金的效率,本文从刀具切削点数量入手,采用多齿梳刀车削GH4169合金,研究新型高温合金车削工艺,并与一般车削工艺进行对比实验。实验结果显示:两种刀具,切削深度均是切削力的主要影响因素;梳刀单齿切削力小,能有效分散切削力;对于D型刀片,切削速度是表面粗糙度的主要影响因素,对于梳刀,切削深度是表面粗糙度的主要影响因素;相同切削量条件下,梳刀刀刃磨损量小于D型刀片;D型刀片切屑为长螺旋型卷屑,梳刀切屑则为不规则缠绕屑,能有效断屑。梳刀较D型刀片对GH4169高温合金具有更好的切削性能。     

切削用量对切削力和切削振动的影响

为探究车削时切削用量对切削力和切削振动的影响,设定半精加工的切削用量范围,采用正交试验设计方法制定试验流程,在数控机床上使用硬质合金外圆车刀对45#圆钢进行切削试验,切削过程不加冷却液,并分别使用Kistler切削力测量系统和Vib Pilot M+P切削振动测量系统同时采集3个方向的切削力信号和切削振动信号,对试验数据使用方差分析(ANOVA)、贡献率计算和相关分析的方法进行处理。结果表明:背吃刀量对主切削力和进给力的影响最大,进给量对背向力和3个方向切削振动的影响最大,而切削速度对各方向切削力和切削振动的影响都最小;切削力信号的误差要远小于切削振动信号的误差。试验分析结果可以为合理设计切削用量参数,有效选择切削状态监控信号提供参考。     

智能型光学玻璃切割机切割实验及切割参数优化研究

通过控制变量的切割实验,提出根据相关经验及单因素变量法进行光学玻璃切割实验的方法。根据不同进刀位置的切割及不同切割摆动速度切割实验,进行数据分析得出智能型光学玻璃切割机切割较厚条状光学玻璃的最佳切割参数。该切割实验方法可为光学玻璃切割工程应用提供一定参考。     

高速切削加工中刀柄的应用

针对高速切削加工刀柄的性能要求，介绍了几种新型结构的手柄的特点及应用。     

等离子切割机切割质量问题分析

数控等离子切割机本是较为精确的胚料加工设备,它应为后序加工减少加工余量提供有力的保证。我厂数控等离子切割机在使用初期,工件切割面粗糙度达到１２－５,切口角（理论切割面与实际切割面之间的角度）接近５°,即使是厚度达２５ｍｍ的铝件,切割面粗糙度也可达到２５,切口角接近１０°。随着车间操作工人的使用,设备却出现了一些问题。１　出现的问题１－１　切口质量差（１）切口角增大,约３０°;（２）表面粗糙,达不到设备使用初期的水平。１－２　易耗件（参见割炬结构简图）损坏严重（１）新的涡流环安装一次就损坏;（…     

高速铣削刀具及切削参数的选择

通过等效类比的方法研究了高速铣削刀具选择的一般原则.推导了球头铣刀的有效直径和有效线速度的计算公式,以此进一步确定转速,通过试验的方法测定了径向铣削深度和每齿进给量对表面粗糙度的影响.     

高速切削的刀具技术

高速切削是现代制造技术的一个重要部分，而刀具的性能及技术是实现高事切削的前提条件之一，本文对高速切削的刀具技术进行了系统论述，指出了有待于进一步研究的几个方面。     

切削速度对微织构刀具切削力的影响

目的 研究微织构刀具在不同切削速度下切削力的变化规律,从而改善刀具的切削性能。方法 利用激光技术在PCBN刀具前刀面进行微织构处理,加工微槽宽度分别为30、40 μm的垂直微槽和平行微槽,并选择60、72、85 m/min三种不同的切削速度,分别用微织构PCBN刀具干式切削AISI 52100材料,使用测力仪收集切削过程产生的主切削力、径向力和轴向力。结合有限元仿真技术,设置与实际切削试验相同的切削用量、微织构刀具材料和工件材料等切削条件,从刀具表面应力角度分析微织构刀具在不同切削速度下的切削力变化,并与切削试验结果进行对比。结果 在不同的切削速度条件下,不同微织构刀具产生的切削力受切削速度的影响程度不同。30 μm垂直微槽和40 μm平行微槽PCBN刀具在较高的切削速度下均能取得较小的切削力,切削速度的变化对主切削力、径向力和轴向力的影响均较大。结论 随着切削速度的增大,垂直微槽和平行微槽可有效减小主切削力和径向力。在相同的切削速度下,垂直微槽比与平行微槽更有利于获得较小的切削力。试验结果对微织构PCBN刀具切削淬硬钢材料奠定了基础。     

高热剂对燃烧型切割弹切割性能影响的研究

针对特殊环境的切割要求,提出并研究试验了一种采用烟火药作为能源的燃烧型切割弹。燃烧型切割弹中切割剂由高热剂、造渣剂、合金剂、造气剂等组成,其中高热剂对切割弹性能影响尤为重要。通过无机热力学分析和计算,确定了高热剂成分并分析了不同高热剂配系对切割性能的影响。高热剂选用CuO+Al系和Fe2O3+Al系的混合物,当CuO+Al系占高热剂质量分数在13.6%～22.8%之间时,切割弹切割40 mm×70 mm×10 mm的Q235钢板的喷射时间、打孔深度、口径和锥度效果最好。     

便于刃磨的曲面冲切模设计

介绍了一种便于刃磨的曲面冲切模 ,利用该模具结构可以改进某些传统的冲压工艺过程 ,并更好的保证某些成形零件的形状和尺寸精度