梯度功能陶瓷刀具FG-2断续

提出了梯度功能陶瓷刀具FG-2断续切削淬硬钢T10A时,存在一最佳切削速度,在此速度下,破损寿命最高;在低速切削时,FG-2的破损寿命不比普通陶瓷刀具SG-4高,但在高速切削时,其抗破损性能则明显好于普通陶瓷刀具SG-4,说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削.     

梯度功能陶瓷刀具切削淬硬钢的研究

在国内首先研制成功梯度功能陶瓷刀具材料FG-1，并研究了该刀具车削淬硬工具钢T10A的切削性能及耐磨性。结果表明，FG－1具备优异的物理力学性能：在低速切削条件下，FG－1与普通陶瓷刀具LT55及SG－4的耐磨性相差不大；而随着切削速度的提高，FG-1的性能明显优于LT55和SG－4刀具。其原因是刀具材料成分的梯度组成发挥了缓解热应力的作用。     

陶瓷刀具低速切削时的有限元分析

采用有限元方法对梯度功能陶瓷刀具和普通陶瓷刀具的机械应力场进行了计算和分析 ,结果表明 :梯度功能陶瓷刀具和普通陶瓷刀具的机械应力基本相等 ,在低速切削时梯度功能陶瓷刀具的抗破损能力与普通陶瓷刀具相比并无太大优势     

梯度功能陶瓷刀具的热应力分析

运用有限元法计算了梯度功能陶瓷刀具内的热应力,结果表明,在切削速度较低的情况下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力与普通陶瓷刀具内的热应力相比差别不大;而在高速切削条件下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具,说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削。     

Al2O3/TiC梯度功能陶瓷刀具的切削性能及损坏机理

采用粉末叠层填充—轴向热压烧结工艺研制成功性能优良的Al2 O3/TiC梯度功能陶瓷刀具 ,并在柴油机排气阀外圆粗车工序中与普通陶瓷刀具LT55进行了对比切削试验。结果表明 ,Al2 O3/TiC梯度功能陶瓷刀具的寿命比LT55提高 50 %,梯度功能陶瓷刀具的破损主要是机械疲劳作用所致 ,而LT55刀具的破损主要是热疲劳作用的结果。     

A12O3／TiC梯度功能陶瓷刀具的切削性能及损坏机理

采用粉末叠层填充一轴向热压烧结工艺研制成功性能优良的Ａ１２Ｏ３／ＴｉＣ梯度功能陶瓷刀具,并在柴油机排气阀外圆粗车工序中与普通陶瓷刀具ＬＴ５５进行了对比切削试验,结果表明,Ａ１２Ｏ３／ＴｉＣ梯度功能陶瓷刀具的寿命比ＬＴ５５提高５０％。梯度功能陶瓷刀具的破损主要是机械疲劳作用所致,而ＬＴ５５刀具的破损主要是扫劳作用的结果。     

加工含镍球墨铸铁时梯度陶瓷刀具的失效机理

研究了Al2O3／TiC梯度陶瓷刀具干切削含镍球墨铸铁的切削性能及损坏机理。结果表明,梯度陶瓷刀具的寿命约为硬质合金YS10刀具的1—2倍,且切削速度愈高,梯度陶瓷刀具的优越性愈显著;其损坏形式：低速切削时,为磨粒磨损;高速切削时,为剥落及粘结磨损。     

陶瓷刀具车削TC4钛合金磨损特性的研究

为研究陶瓷刀具切削钛合金的磨损机理,采用CC6060陶瓷刀片对TC4钛合金进行了干式车削试验。结果表明:陶瓷刀具干式切削TC4钛合金时,磨损形貌以前刀面月牙洼磨损、后刀面沟槽磨损和刀尖破损为主,磨损机理主要是粘结磨损和氧化磨损。随着切削速度的增加,刀具磨损加剧,刀具寿命降低。CC6060陶瓷刀片干式切削钛合金时的使用寿命很低,不适于干式切削钛合金。     

高速铣削模具钢Sialon梯度陶瓷刀具切削性能研究

针对模具钢加工过程中刀具磨损快、加工质量不稳定的问题,分别选用自主研制的Sialon梯度陶瓷刀具、商用Sialon均质陶瓷刀具进行高速干铣削试验,研究铣削速度对刀具切削性能及加工表面质量的影响。结果发现:在v_c=100 m/min,200 m/min条件下,梯度陶瓷刀具的切削力大于均质陶瓷刀具的切削力,但在v_c=100～1 000 m/min范围内,梯度陶瓷刀具的切削力+。梯度陶瓷刀具切削时前中期磨损较为缓慢,致使其刀具寿命较高,并获得更加稳定的加工表面粗糙度。因此,宏观上梯度结构的应力缓解作用和微观上微纳米复合的强韧化机制,在高速铣削模具钢时,Sialon梯度陶瓷刀具具有可靠的刀具寿命,并获得了更加稳定的表面质量。     

纳米氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具切削性能的研究

研究了新型陶瓷刀具A15Zc和A20Z(c+m)切削淬硬T10A时的切削性能,并与已经商业化的陶瓷刀具SG4的切削性能进行了对比。分析了两种陶瓷刀具在低速切削(99.5m/min)和高速切削(268.5m/min)时的抗磨损能力和主要磨损形态。     

The effects of cutting parameters on tool life and wear mechanisms of CBN tool in high-speed face milling of hardened steel

High-speed face milling of AISI H13 hardened steel is conducted in order to investigate the effects of cutting parameters on tool life and wear mechanisms of the cubic boron nitride (CBN) tools. Cutting speeds ranging from 400 to 1,600 m/min are selected. For each cutting speed, the metal removal rate and axial depth of cut are fixed, and different combinations of radial depth of cut and feed per tooth are adopted. The tool life, tool wear progression, and tool wear mechanisms are analyzed for different combinations of cutting parameters. It is found that for most of the selected cutting speeds, the tool life increases with radial depth cut and then decreases. For each cutting speed, the CBN tool life can be enhanced by means of adopting suitable combination of cutting parameters. When the cutting speed increases, the normal wear stage becomes shorter and the tool wear rate grows larger. Because of the variations of cutting force and tool temperature, the tool wear mechanisms change with different combinations of cutting parameters even at the same cutting speed. At relatively low cutting speed, in order to acquire high tool life of the CBN tool, the tool material should possess sufficient capability of resisting adhesion from the workpiece. When relatively high cutting speed is adopted, retention of mechanical properties to high cutting temperature and resistance to mechanical impact are crucial for the enhancement of the CBN tool life.     

高速车削钛合金时硬质合金刀具和涂层刀具的寿命分析

采用硬质合金刀具和硬质合金TiMN涂层刀具对Ti-6Al-4V钛合金进行高速干车削正交试验,并通过多元线性回归分析得出硬质合金刀具和涂层刀具的寿命经验公式.分析表明:随着所选用的切削参数值的升高,刀具的使用寿命急剧减少,其中速度v对刀具使用寿命的影响最大.涂层刀具在低速切削加工钛合金时其寿命优于未涂层刀具,随着速度的提高,涂层刀具的优势迅速减小.当切削速度低于85 m/min,刀具寿命经验公式可以作为数控机床自动换刀的刀具寿命标准.     

PCBN刀具高速切削抗氢钢HR-2的性能研究

采用不同CBN含量和晶粒结构的PCBN刀具,在不同切削速度下进行了HR-2抗氢钢的高速精密切削试验。通过对PCBN刀具前、后刀面的显微形貌特征进行观测,分析了刀具的失效磨损机理,研究了不同CBN含量及不同切削速度对刀具使用寿命的影响。对刀具磨损的测量结果表明,PCBN刀具高速切削HR-2时,CBN含量高的刀具显示出更长的使用寿命,且在130-200m/min区间为最佳切削速度区域。SEM和EDS分析结果表明,高速精密切削HR-2的磨损机理为氧化磨损、扩散磨损、粘结磨损,同时存在磨粒磨损以及引起的微崩刃现象。     

铝合金高速铣削试验研究

为了研究高速切削特征参数变化规律,通过5A02铝合金高速铣削试验,得到切削用量和加工特征参数的关系,以及硬度较大材料高速切削时刀具使用寿命。试验表明5A02铝合金高速切削条件下切削力、切削温度和刀具振动幅度下降,工件表面质量提高,高硬度材料高速加工合理选择刀具材料很关键。     

PCBN刀具高速切削钛合金切削性能研究

采用PCBN刀具对钛合金TC4进行了高速车削试验,从切削力、工件表面粗糙度和刀具寿命等方面分析了PCBN刀具加工钛合金的切削性能,并与未涂层硬质合金刀具、涂层硬质合金刀具作了比较,证明了在高切削速度、低进给量和小背吃刀量的条件下,PCBN有着较长的刀具寿命。     

硬质合金刀具高速车铣和铣削TC4钛合金磨损试验对比

采用H13A未涂层硬质合金刀具对TC4钛合金进行高速正交车铣和铣削试验,并从刀具磨损破损形态、磨损机理及其寿命等方面进行对比分析。研究表明:高速正交车铣和铣削钛合金时,前、后刀面主要以粘结磨损为主,车铣加工时在切削刃口易形成积屑瘤及连续切屑,但对刀具材料粘结较轻;高速铣削时,对刀具材料粘接较重,在前刀面刃口附近形成凹坑及崩刃;后刀面最大磨损的位置不相同。试验对比了相同切削条件时刀具使用寿命,结果表明采用正交车铣加工可以获得更长的刀具使用寿命。     

钛合金TC17的高速铣削研究

在干切环境下选用了硬质合金刀具对近β相钛合金TC17进行高速铣削研究。着重讨论高速铣削过程中的铣削力、刀具磨损和刀具耐用度;研究分析各铣削参数对铣削力、刀具磨损和刀具耐用度的影响规律。     

铣削ZGMn13高锰钢的刀具耐用度试验研究

采用多因素正交试验法,进行了硬质合金刀具（YT767）铣削ZGMn13高锰钢的耐用度试验。应用数理统计方法和回归分析原理,建立了铣削ZGMnl3高锰钢刀具的耐用度经验公式,研究了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度对刀具耐用度的影响程度,给出了铣削ZGMn13高锰钢合理的切削参数范围。刀具耐用度分布符合正态分布,应用最大似然估计法对参数进行了点估计,并在置信水平为0．95时求出了参数的区间估计值,为研究ZGMn13高锰钢铣削刀具的可靠性奠定了基础。     

钛合金切削加工中刀具寿命和刀具磨损的研究

钛合金是典型的难加工材料,提高钛合金的加工效率和刀具寿命是急需解决的问题。本文选用Ti-6Al-4V作为工件材料,选取两种不同的硬质合金和一种聚晶金刚石(PCD)作为刀具材料,对切削加工中刀具寿命和刀具磨损进行了试验研究。研究结果表明:PCD刀具寿命明显高于硬质合金刀具,在高速下优势尤其明显;两种硬质合金刀具低速下主要是粘结磨损,高速下主要是粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损;PCD刀具主要是微崩刃和石墨化引起的沟槽磨损。     

Blend of sharpness and strength on a ball nose endmill geometry for high speed machining of Ti6Al4V

The applications of titanium alloys are increasingly common at marine, aerospace, bio-medical and precision engineering due to its high strength to weight ratio and high temperature-withstanding properties. However, whilst machining the titanium alloys using the solid carbide tools, even with application of high pressure coolant, reduced tool life was widely reported. The generation of high temperatures at the tool–work interface causes adhesion of work material on the cutting edges, and hence, shorter tool life was reported. In order to reduce the high tool–work interface temperature-positive rake angle, higher primary relief and higher secondary relief were configured on the ball nose endmill cutting edges. Despite of careful consideration of tool geometry, after an initial working period, the growth of flank wear accelerates the high cutting forces followed by work material adhesion on the cutting edges. Hence, it is important to blend the strength, sharpness, geometry and surface integrity on the cutting edges so that the ball nose endmill would exhibit an extended tool life. This paper illustrates the effect of ball nose endmill geometry on high speed machining of Ti6Al4V. Three different ball nose endmill geometries were configured, and high speed machining experiments were conducted to study the influence of cutting tool geometry on the metal cutting mechanism of Ti-6Al-4V alloy. The high speed machining results predominantly emphasize the significance of cutting edge features such as K-land, rake angle and cutting edge radius. The ball nose endmills featured with a short negative rake angle of value ?5° for 0.05～0.06 mm, i.e. K-land followed by positive rake angle of value 8°, has produced lower cutting forces signatures for Ti-6Al-4V alloy.