切削2.25Cr—1Mo钢刀—屑间的粘焊破损机理

借助电镜及金相显微镜，分析了多种硬质合金刀具切削２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢时刀具的粘焊破损行为。结果表明，在重型切削条件下，刀－屑间局部区域里，通过双方原子间的扩散和再结晶，已完全达到了固相焊接的程度；被加工材料与硬质合金元素间的亲合力强、切削力大、切削温度高是产生刀－屑间冶金联接的主要原因，选用超细晶粒硬质合金刀具是解决粘刀问题的途径之一。     

带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢的切削性能

采用带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢,研究了此种刀具车削40Cr钢,刀具前后刀面的磨损机理,分析了切削参数(切削速度和进给量)对刀具寿命和切削温度的影响.结果表明:此种硬质合金刀具干车削40Cr钢的磨损机理为剥离磨损、粘结磨损、氧化磨损和微崩刃;随着切削速度的增加,刀具磨损率降低;低速时切削速度的增加,提高了切削温度,当切削速度大于120m/min时切削温度随之降低;进给量的增加,能够提高刀具断屑槽的利用率,减小切屑对刀具主切削刃的正压力,降低切削温度,改善进给量的增加对刀具寿命的影响.     

超重型切削过程硬质合金刀具高温力学特性

超重型切削过程中,刀具的高温失效是硬质合金刀具破损的主要形式之一。首先,通过理论分析、切削仿真及数学模型进行切削热产生过程分析,并研究切削温度对硬质合金刀具变形抗力的影响;然后,进行切削温度及材料高温硬度测量实验,实验结果验证模型有效,硬质合金和工件材料试块的硬度在1000℃时分别下降了28%和60%左右;最后,从刀具几何结构优化设计和复合涂层技术两方面提出超重型切削专用硬质合金刀具抗高温性能的提效措施,在5组切削参数下进行刀具寿命对比实验,优化设计的XF8刀具寿命是YT15刀具的2~5倍。研究结果可以为重型高效切削刀具技术的研究及推广提供借鉴。     

硬质合金刀具切削过程中扩散磨损的数值模拟

针对硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢粘刀现象严重的问题，利用热力学软件ThermoCalc中的TCC模块和DICTRA模块，模拟了硬质合金刀具与被切削工件之间发生的原子扩散,主要对Fe—Co,Cr—Co、Ni—Co,Mn—Co元素之间的相互扩散以及C在刀具表面的富集情况进行模拟．证实刀具与工件之间发生的原子间相互扩散是发生粘刀现象的主要原因。     

42CrMo合金结构钢的切削加工有限元分析

采用有限元方法构建了42CrMo(美国牌号AISI 4140)合金钢的正交切削仿真模型,并对其进行了二维有限元仿真.切削仿真中,利用Johnson-Cook本构模型确立工件材料模型,刀屑界面摩擦采用剪切摩擦,分析温度场时把热传导系数设置为在刀屑界面上产生的压力函数.切削仿真结果表明:增大刀具前角,切削力下降;提高切削速度,则切削温度上升,等效应变速率明显加快.     

高速切削典型难加工材料刀具摩擦与磨损机理研究现状

钛合金、镍基高温合金的低导热性、高化学活性引起高速切削过程中刀-屑接触区域温度高、工件材料与刀具亲和力强,刀具磨损严重,加工效率低,属于典型的难加工材料.针对这类典型难加工材料中刀具摩擦与磨损严重的问题,在论述高速切削刀-屑接触区摩擦特性研究现状的基础上,分析了刀具磨损机理、刀具切削性能、以及冷却润滑对刀具摩擦磨损行为...     

钛合金TC4的切削温度场分析及刀具磨损研究

在硬质合金刀具切削加工钛合金过程中,刀具磨损是限制刀具寿命的主要因素之一,而切削温度与刀具磨损、加工精度和工件加工表面的完整性密切相关。因此,研究切削过程中的切削温度变化规律及刀具磨损规律有助于提高生产率,降低生产成本。借助Deform-3D有限元软件,对硬质合金刀具切削钛合金过程中的切削温度场及刀具磨损进行了仿真分析,得出了切削速度、进给量、切削深度和刀具前角的动态变化对切削温度的影响规律以及刀具磨损量随切削温度的变化规律,此规律对切削参数的选择和刀具寿命及磨损的研究具有重要的指导作用。     

碳氮化钛基金属陶瓷刀具的切削性能试验研究

通过系统切削实验，研究了碳氮化钛基金属陶瓷刀具的切削性能特点和规律，对比分析了碳氮化钛基金属陶瓷与传统的碳化钨基硬质合金刀具在耐磨性、抗冲击性、切削力、刀－屑摩擦系数和加工质量等方面的性能差异，所得实验数据及回归经验公式有助于这一新型刀具材料的合理推广使用．     

可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究

可转位刀片断屑槽具有促进切屑卷曲、折断和保护刀具的作用.在切削过程中,断屑槽通过对切削力、切削温度和切屑形态的影响,进而间接影响刀片的使用寿命.通过对具有多种断屑槽槽型的同一种刀片进行切削实验,应用高速摄影机分析切削区域切屑产生、流出、卷曲和折断过程.通过磨损测量仪观测断屑槽,并结合切屑形态分析,明确断屑槽合理几何参数;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力,揭示断屑槽对切削力的影响规律;综合切削参数、断屑槽几何结构和切削力三方面的因素,最终确立断屑槽槽型与进给量对切屑折断的作用机制.研究数据以期为断屑槽设计与应用提供数据支撑.     

高效切削钛合金时刀具磨损试验分析

针对航空发动机典型零件钛合金膜盘在加工过程中刀具磨损严重、加工效率低的问题,采用未涂层硬质合金刀具进行钛合金外圆车削加工试验研究,利用CCD观测系统和SEM的能谱分析（EDX）研究刀具刃口微观结构变化,分析刀具的磨损形态及不同切削条件和锯齿屑对刀具磨损的影响. 结果表明：钛合金外圆车削加工时,刀具磨损主要为粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损,切削速度对刀具磨损影响较大,进给量次之,背吃刀量最小. 随着切削速度和进给量的增加,磨损加剧,锯齿屑的高频形成导致切削力的高频变化,这种高频率的冲击载荷在前刀面上产生应力和温度冲击,使刀具形成微裂纹,加速刀具磨损;使用冷却液可以减轻刀具后刀面粘结磨损和扩散磨损,从而可有效地控制刀具磨损.     

钛合金正交切削过程数值模拟

为了研究刀具磨损、加工表面残余应力分布,优化高速切削参数,基于切削条件下材料屈服流动特性、刀具-切屑界面接触摩擦行为以及单元网格划分,建立切削加工过程的有限元仿真模型.通过此模型模拟了钛合金连续状和锯齿状切屑的形成过程.以观察实际切屑形态,验证了该模型的有效性.     

极端重载条件下高效切削刀具技术

冲击破损和粘结破损是刀具在极端重载切削条件下的两种主要失效形式,冲击破损是由于刀具承受极端机械冲击产生的断裂破损现象;而粘结破损是在超高温和超高压作用下切屑新鲜表面与刀具表面发生冷焊而使刀具表面发生损坏的现象.通过分析研究极端重载切削过程,获知变频率热冲击和机械冲击是引起刀具失效的主要因素,因此,本文就如何在极端重载切...     

AlCrSiN涂层刀具干车削Ti-6Al-4V钛合金的切削性能研究

使用未涂层的和AlCrSiN涂层的硬质合金车刀片以3种切削速度干式车削Ti-6Al-4V钛合金。研究发现AlCrSiN涂层刀片的切削寿命在各切削速度下都超过无涂层刀片, 而切削力、切削温度和工件表面粗糙度3项指标均低于无涂层刀具, 说明AlCrSiN涂层能够有效地保护基体从而维持刀具的锋利度。2种刀具在切削过程中均出现切削力先上升后下降的现象, 这与二者高温下产生的润滑氧化物有关。切削温度和工件粗糙度都与后刀面磨损量有正相关关系, 即随着后刀面磨损量的增加, 温度和粗糙度都随之增加, 但温度的增加还与前刀面第一变形区塑性变形增大, 热量增加有关。另外, 2种刀具产生的切屑尺寸、颜色、锯齿频率也证明了AlCrSiN涂层刀具磨损较慢,切削温度较低。     

基于ABAQUS刀具刃口钝化的有限元分析

以硬质合金螺纹梳刀为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS进行螺纹切削加工的仿真研究,分析刀具刃口钝圆半径对螺纹梳刀加工过程中切削力和切削温度的影响。研究结果表明,刀具切削温度分布主要集中在刀尖部位;随着刀具刃口钝圆半径的增加,切削力呈先增大后减小的变化趋势,而切削温度呈先减小后增大的变化趋势,刃口钝圆半径为0.02 mm时切削温度最低。实验测量结果与仿真模型的预测结果具有较好的一致性。该仿真分析为刀具几何尺寸的设计提供参考。       

镍基粉末高温合金的铣削加工

为了研究镍基粉末高温合金的切削加工性,用整体硬质合金TiC涂层和未涂层立铣刀对镍基粉末高温合金FGH95进行铣削试验.通过研究铣削力、铣削温度与铣削用量之间的关系,分析硬质合金刀具的磨损、破损机理,观察其切屑形态,得出了镍基粉末高温合金FGH95的铣削力和铣削温度经验公式.试验表明：硬质合金涂层刀具加工镍基粉末高温合金FGH95的性能要明显优于未涂层刀具,未涂层刀具的崩刃现象严重,涂层刀具最佳铣削速度为40m/min,铣削速度对铣削温度的影响最大,并且随着铣削速度的提高形成了锯齿状切屑.     

SiCw／A1复合材料切削温度的试验研究

通过ＳｉＣｗ／２０２４铝复合材料的正交设计法钻削试验及对比法外圆车削试验，得出了不同刀具材料、不同切削用量对切削温度的影响规律，并证明了Ｋ类硬质合金是常用刀具材料中切削温度较低者。     

航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟

针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050 T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化.