微细铣削中刀具侧刃磨损试验研究

随着科学技术的发展,微小零件广泛应用于各个领域,而微细铣削技术变得越来越重要。在微细铣削中,对刀具磨损的研究占有重要地位。采用直径1 mm的TiAlN涂层平头铣刀,针对微细铣削黄铜H59时的刀具侧刃磨损进行试验研究。发现随着铣削长度的增加,侧刃磨损量呈上升趋势。切削长度为200 m时,两组试验的磨损带宽度变化由快变慢,出现变化临界点。对刀具磨损形式与机制进行分析,发现刀具出现涂层脱落、刀尖钝圆半径变大和微崩刃现象,分析其发生机制为磨粒磨损与粘结磨损。以侧刃后刀面磨损带宽度为试验指标进行正交试验,研究铣削参数对刀具侧刃后刀面磨损的影响主次顺序及最优参数组合。结果表明:每齿进给量、轴向切深、主轴转速和径向切深对刀具磨损的影响依次减少;试验所得最优参数组合为f_z=2μm/齿,a_p=0.3 mm,n=60 000 r/min,a_e=0.15 mm。     

硬质合金铣刀铣削性能研究

为了探讨国内外高端产品的质量水平,为国产硬质合金铣刀性能提升提供有益的指导,对比研究了国内外知名品牌铣刀的耐磨性和失效形式。采用端面中心对称干切削方式,按照实验室铣刀试验规范对相同材质的国产某品牌刀片和国外刀片在相同工艺条件下进行了铣削对比实验,工件材料为45#钢。实验结果表明:两种刀片高速干式铣削45#钢的寿命没有明显差异。国产刀片失效形式主要为磨损失效,其在45#钢的高速干式铣削上显示出了较高的耐磨性;国外刀片同时表现出崩刃失效。     

不同结构PVD涂层刀片对铣削模具钢耐磨性的影响

本文研究了5种PVD薄膜(TiAlN+TiAlSiN双层结构、TiAlN+AlCrN双层结构、TiAlSiN+TiSiN复合多层结构、TiAlSiN+TiSiN双层结构、AlCrN+TiSiN复合多层结构)涂层圆片铣刀干式铣削模具钢时的磨损特性。切削实验结果显示:当后刀面磨损量达到0.3 mm时,TiAlN+AlCrN双层结构涂层刀片的加工距离最长,达到了160 m,是TiAlN+TiAlSiN双层结构涂层刀片的2倍;TiAlSiN+TiSiN复合多层结构涂层刀片的3.3倍;AlCrN+TiSiN复合多层结构涂层刀片的1.6倍;是表现最差的TiAlSiN+TiSiN双层结构涂层刀片的10倍。5种PVD薄膜涂层刀片切削模具钢的磨损机理主要为粘着磨损,磨粒磨损和氧化磨损。本文研究结果对模具钢的高效涂层刀片的选取具有一定的指导意义。     

涂层硬质合金高速铣削U71Mn钢材的磨损性能研究

针对钢轨材料U71Mn的高速铣削,开展涂层硬质合金刀片的磨损实验,采用三维超景深显微镜观察刀具的磨损形貌,测量后刀面的磨损宽度,研究刀片不同基体材料和铣削速度对刀片后刀面磨损的影响规律;采用扫描电镜分析刀片前、后刀面的磨损形式和磨损机理。实验结果表明,在YG8N(K20)、YT5(P10)和YW2(M20)三种基体材料的实验刀片中,YG8N耐磨性最好;在250～400 m/min的铣削速度下,随着铣削速度的增大,刀片磨损加快;刀片前刀面磨损形式为崩刃和涂层剥落,主要发生粘结磨损和氧化磨损,后刀面磨损形式为沟槽磨损,主要发生磨粒磨损、粘结磨损和氧化磨损。     

加工参数对金刚石铣刀铣削石材时磨损量影响研究

金刚石铣刀的磨损量是衡量刀具寿命和加工成本的一个重要参数,有必要研究铣削参数和石材硬度对金刚石铣刀磨损量的影响以确定合理的加工参数和提高加工效率.在石材加工数控机床上采用金刚石铣刀铣削大理石和花岗岩,采用精密天平测量金刚石铣刀的磨损量,同时采用体式显微镜分析金刚石铣刀的磨损原因.实验结果表明:切割深度对铣刀磨损量影响最大,其次为进给速度,最后为铣刀主轴转速.磨损量随切割深度和石材硬度的增加而加大,随进给速度和主轴转速增加变化不大.金刚石铣刀的磨损形式主要以金刚石脱落和破碎为主,其次为金刚石磨钝,基体磨损以磨粒磨损为主.     

纳米TiN改性金属陶瓷刀片的铣削性能

制备了两种纳米TiN改性金属陶瓷可转位铣刀片ToolA和ToolB。研究了这两种新型面铣刀在切削正火态45#钢时的铣削性能及其失效机理。试验结果表明,两种试验铣刀片在Vc=294m/min,fz=0.16mm/z,ap=0.5mm条件下铣削45#钢时,均未发现“崩刃”现象,并全都以“磨损”的形式失效,刀具寿命较长。此外,在同样切削条件下,ToolA具有良好的抗氧化磨损性能,而ToolB有更高的耐机械冲击能力;高温扩散和氧化磨损成为导致纳米TiN改性铣刀片磨损失效的主要原因。     

铝基碳化硅复合材料刀具精密铣削过程中的磨损性能

选取YG8-1、YG8-2、YT15和YG6X等4种不同材料的三刃硬质合金铣刀及两刃金刚石铣刀,对碳化硅体积分数为50%的铝基碳化硅复合材料进行切削加工,研究不同刀具的磨损性能。结果表明,金刚石刀具的磨损量低于硬质合金的磨损量。硬质合金刀具中,YT15的磨损最为严重,YG6X的磨损量最小。     

基于优选特征的刀具磨损监测方法

文章以端面铣刀为研究对象,采用相关系数方法和模糊聚类方法对铣削力信号特征进行研究和分析,提出了一种可应用于在线诊断端面铣刀磨损量的特征优选方法。首先从特征的相关性出发,利用相关系数法对铣削力信号特征进行初选,去除冗余特征;其次从特征的模糊性出发,利用模糊聚类寻求最优特征子集;最后将选取的特征作为BP神经网络的输入,输出铣刀磨损量。实验结果表明,利用该方法能够选择优化特征子集,提高诊断精度和诊断效率。     

基于复制测量法的球头立铣刀磨损预测研究

论文提出一种测量球头立铣刀磨损量的复制测量方法并分析该方法的误差。以铣刀径向磨损量为研究对象进行刀具磨损试验,找出铣削参数对刀具磨损的影响规律,得出径向磨损量增量与铣削参数的铣刀磨损模型和刀具寿命经验公式,并通过试验验证磨损模型具有较高精度,可用于磨损量预测。     

碳纤维/树脂基复合材料高速铣削的刀具磨损机理

采用涂层(Ti CN,Ti Al N)与无涂层超细晶粒硬质合金立铣刀对碳纤维/树脂基复合材料进行高速铣削试验,研究了刀具后刀面磨损带扩展及刀具磨损规律,并探讨了切削力、毛刺随着刀具磨损的变化趋势,观察了刀具的微观磨损形貌,分析了刀具的磨损机理。结果表明:在相同的切削条件下,无涂层刀具的后刀面磨损量及切削力最大,毛刺扩展严重,后刀面主要发生磨粒磨损,由于黏着磨损和氧化磨损对切削刃的弱化作用,主切削刃发生了微崩刃;Ti CN涂层刀具后刀面主要发生磨粒磨损,并伴随有黏着磨损和轻微的氧化磨损,失效形式为剥落和微崩刃;Ti Al N涂层刀具的后刀面磨损量及切削力最小,毛刺扩展缓慢,更适合碳纤维复合材料的加工。其后刀面主要发生了磨粒磨损,其失效形式为剥落。