涂层硬质合金刀具对奥氏体不锈钢的切削特性

为了深入探究涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢的切削机理,试验采用确定的进给量和背吃刀量,只改变切削速度的单因素法,来研究切削速度对奥氏体不锈钢工件加工表面质量的影响以及涂层刀具的切削机理。采用JEOL JSM-6360LV扫描电子显微镜和EDS能谱仪对工件加工表面及磨损刀片进行表面微区磨损形貌的观察分析与组成成分分析,采用X射线衍射仪对工件表面物相组成进行分析,采用激光扫描显微镜LSM对工件表面三维形貌进行观察分析。研究表明,切削速度较低时,不锈钢材料因材质较软,断屑性能较差;速度较高时,切削过程中粘着现象严重,致使摩擦剪应力较大,摩擦表面发生形变,进而诱发不锈钢的马氏体相变。因此,宜选用中速V=85m/min进行切削,在此速度下,被加工件获得的表面质量较好,表面粗糙度Ra=3.679μm。刀具磨损主要发生在前刀面靠近刀尖的部位,磨损机理主要表现为粘着磨损。研究发现,涂层硬质合金刀具在体现出一定的良好切削性能的同时也不可避免地发生了磨损,所以深入研究其切削机理能够丰富涂层刀具的切削理论,为提高涂层刀具在切削难加工材料时的刀具寿命以及拓展其在实际切削加工中的应用范围提供试验依据。     

铝基碳化硅精密铣削刀具磨损实验研究

针对铝基碳化硅切削加工中刀具易磨损、寿命低、切削难度大和加工成本高等问题,选用不同材料的硬质合金铣刀及金刚石铣刀进行切削加工实验,并利用扫描电镜和工具显微镜对高体积分数铝基碳化硅铣削时刀具磨损形态进行了分析研究.研究表明:硬质合金刀具前刀面和刃口磨损主要形式为粘结磨损和微崩刃,后刀面磨损主要为刻划磨损,而金刚石铣刀加工时刀具磨损很小;YG6X铣刀材料微观组织致密,抗磨损能力较强,宜粗加工时选用;金刚石刀体的硬度远大于SiC颗粒,且金刚石与工件的摩擦系数小,金刚石铣刀寿命远大于硬质合金铣刀,宜精加工时选用.     

金属切削过程振动信号的分析与监视

本文对切削加工过程中颤振与刀具磨损引起的振动信号在时域和频域内进行了试验与分析,研究了有关特征量,以识别切削过程的工况,判断颤振是否即将发生,刀具是否将达到急剧磨损。试验与分析指出,振动信号的方差、自回归模型的残差方差与功率谱的主峰频率都是可以选为用于监视的特征量。在金属切削加工的过程中,有许多物理现象严重地影响着加工质量和生产率,紧密地伴随着这些物理现象的是工件与刀具的振动。例如,切削过程的颤振(Chatter)与刀具磨损就是两个重要的物理现象。一旦颤振发生,或刀具达到加速磨损阶段,工件的加工表面将显著恶化,噪声将急剧增加,刀具将可能折断,切削过程将被迫停止。目前,一般不能防患于未然,不能事先采取措施来解决这些问题,这对于提高加工质量与生产率十分不利,尤其是在自动化的生产过程中,这些问题所带来的后果尤为严重。在计算机技术与模式识别理论得到迅速发展的今天,如何运用它们来从有关的振动信号的分析中,提出合适的特征量,获得有关的信息,识别切削过程的工况,了解有关现象是否即将产生或已产生,以保证加工过程能合乎要求地进行,是十分值得研究的。本文将在时域与频率内,通过试验研究,着重分析同颤振有关的振动信号,也适当分析同刀具磨损有关的振动信号,以获得合适的特征量、监视工况,为对切削过程进行有效的自动控制提供基础。     

炭/炭复合材料切削加工试验研究

探讨了Ｃ／Ｃ复合材料结构和机构物理性能的特殊性及机构切削加工的特点。用ＳＥＭ观察了不同切削条件下切屑的断口形貌。用５种不同的刀具材料、刀具角度及几何开头相同的刀具，在一定的切削工艺参数条件下，对该材料进行切削试验，以刀具有前刀面和／或后刀面的磨损率为判据，最佳刀具材料为ＹＧ８，在切削Ｃ／Ｃ复合材料的过程中，轨具的磨损极为严重，刀具磨损的主要机理是粘着磨损和磨粒磨损。     

切削SiC增强铝基复合材料时刀具的磨损形态及机理

为研究切削SiC增强铝基复合材料时刀具的磨损形态和机理,采用硬质合金和聚晶金刚石(PCD)刀具进行了各切削工况下的切削试验。用爆炸式快速落刀装置获取切屑根,研究了前刀面的磨损部位。借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),检测分析了前、后刀面的磨损形态和成分组成,并进一步研究了磨损机理。结果表明:切削刀具的主要磨损部位发生在后刀面,磨损机理是磨料磨损;前刀面临近刃口区域首先产生由SiC增强相引起的磨料磨损,该区域随后由机械镶嵌生成积屑瘤,积屑瘤脱落后导致产生黏结磨损。黏结磨损的程度较轻,没有形成月牙洼型。前刀面离刃口稍远的区域(积屑瘤尾部后面)会同时产生由切屑底层SiC增强相引起的再次磨料磨损,磨料磨损的主要机理是"微切削"。     

刀具磨损对于单点金刚石切削单晶硅的影响（英文）

单点金刚石切削(SPDT)是加工单晶硅最常用的方法,刀具磨损是影响加工表面或工件表面质量的重要因素,但是其中的磨损机制尚不清楚。为了研究刀具磨损对于切削机制的影响,本研究建立了单点金刚石切削单晶硅的分子动力学(MD)仿真模型。仿真结果表明随着刀具磨损程度的增加,切削力、表面损伤层厚度、位错分布面积、剪切变形和相变程度均增加。当使用已经磨损的刀具切削单晶硅时,挤压起主要作用,当使用未磨损刀具时,剪切变形起主要作用,工件表面损伤层主要是由硅的非晶相组成,使用磨损的刀具时产生的轴向力F_t约是未磨损刀具的四倍。模拟结果同时表明使用未磨损金刚石刀具时会导致工件发生塑性变形,当刀具发生磨损后切削过程中会伴随有脆性断裂。     

液氮喷雾切削加工0Cr18Ni9不锈钢的实验研究

为了研究低温冷风对机械加工质量的影响,以自主研制的低温氮气喷雾冷却装置作为试验平台,对0Cr18Ni9不锈钢进行了低温冷风车削试验,并同干切削、乳化液切削方式下的相关试验结果进行了对比分析.研究结果表明,相比干切削和乳化液切削,低温冷风切削方式能显著改善切削加工表面完整性,提高硬质合金刀具的耐用度,并改善其断屑性能;低...     

高速切削加工中的刀具材料研究与应用

介绍高速切削加工技术所使用的高速钢、硬质合金、陶瓷、涂层等刀具材料的性能特点及应用,探讨在高速切削时选择刀具所考虑的因素。     

基于切削可靠性的新型陶瓷刀具材料的研制

建立了切削可靠性和刀具力学性能之间的关系模型,根据切削可靠性和断裂韧性的要求设计并制备出了颗粒和晶须协同增韧的陶瓷刀具JX-2,其力学性能与晶须增韧陶瓷刀具(JX-1)相当,但成本低,且抗扩散磨损的能力强.将JX-2、JX-1和硬质合金刀具YG6X进行对比切削电铸纯镍实验,JX-2的切削速度最高,磨损寿命最长,其抗磨损能力最强,是加工纯镍或高镍合金等材料的理想刀具.     

切削刀具材料的未来

前言在现代机械制造技术中,现在约占95,6的传统加工方法,将来仍然要占80～90％,属于新加工方法的约占10～12％(现在约占5％)。在传统的加工方法中,金属切削加工占最主要的地位。因此在发展现代机械制造自动化技术的战略目标中,研究和发展切削加工用的刀具材料有非常重要的意义,特别是高强度、高硬度和耐高温的金属与非金属材料的迅速发展和应用,使得开发加工这类材料的刀具材料就显得迫切而重要了。     

45CrNiMoVA高速切削条件下本构关系建模技术研究

为建立连续介质材料高速切削的材料本构关系模型,以45Cr Ni Mo VA材料为研究对象,通过准静态扭转试验和直角自由切削试验相结合的方法,建立了满足高速切削仿真要求的45Cr Ni Mo VA材料的Johnson-Cook本构模型.采用建立的Johnson-Cook本构模型参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立了直角自由切削的有限元模型,对切削过程中的切屑厚度、主切削力、进给抗力进行了仿真,并将仿真预测值同试验测量值进行了对比.结果表明:由于切削仿真过程中刀具不存在磨损,进给抗力的仿真误差较大;主切削力和切屑厚度的仿真预测值与试验测量值的误差在10%之内,模型的准确度较好.最后,利用VB和C语言,开发了Johnson-Cook材料本构集成建模系统,并验证了其使用效果的实用性.     

硬质合金与结构钢钎焊刀具切削试验及数据分析

本论文以硬质合金与结构钢钎焊刀具切削试验及数据分析为研究对象,通过研究钎焊刀具切削试验过程,可以确定硬质合金与结构钢钎焊的刃具使用范围、使用方法、切削参数等问题进行说明,最终达到刀具能够在生产实际中使用。     

几种奥氏体类耐热钢的切削加工

针对ZG35Cr2 5Ni12、0Cr2 5Ni2 0和ZG40Cr2 5Ni2 0耐热合金以及新开发的ZGCr5 0Ni5 0和0Cr5 6Ni44Ti耐热合金的不同特点 ,通过选择不同的刀具材料、刀具几何参数和切削用量进行切削加工试验 ,摸索出了上述合金的车削、刨削和钻削的切削加工特点 ,并在生产实践中取得了良好的效果     

陶瓷刀具切削304不锈钢时的磨损性能

采用Ｓｉ３Ｎ４陶瓷刀具切削Ｔｉ基陶瓷，ＹＴ１５硬质合金和高速钢四种刀具对３０４奥氏体不锈钢进行了切削试验，比较各种刀具的耐磨性能，并且用ＳＥＭ，ＥＤＸ等对刀具的磨损表面进行分析。     

电机护环高锰钢切削工艺

通过对难切削材料高锰钢的金属特性进行分析,进而找出加工难点,再针对加工难点找出金属切削应对方案,分别对刀具材质、刀具几何参数及切削用量方面做出结果解释,为电机高锰钢材质的护环加工开辟了新思路。     

WC-Co硬质合金/CVD金刚石涂层刀具研究现状

化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)金刚石涂层刀具具有高硬度、优异的耐磨性、良好的冲击韧性和化学稳定性,能满足高效率、高精度的加工要求,逐渐成为切削铝和高硅铝合金、碳纤维增强复合材料及石墨等轻质量高强度难加工材料的主流涂层刀具。基于WC-Co硬质合金为基体的CVD金刚石涂层刀具在切削加工过程中容易发生CVD金刚石涂层的剥落,自主研发结合性能优良、长时间加工稳定的WC-Co硬质合金/CVD金刚石涂层刀具仍是该领域国内外发展的必然趋势。目前,研究者为了提高WC-Co硬质合金/CVD金刚石涂层刀具的结合性能,采用化学刻蚀法和机械处理法相结合去除WC-Co硬质合金基体表层中的Co粘结相,发现其能增强涂层与基体的结合强度,但基体表层Co粘结相含量的减少容易导致基体中形成脆化层,降低基体的强度和韧性。为了减少基体的强度和韧性损失,研究者在WC-Co硬质合金基体和金刚石涂层之间制备稳定的含Co中间化合物或沉积中间层,成功阻挡Co粘结相的热扩散。除了上述方法外,研究者还通过调控金刚石涂层工艺参数和结构,将微米晶与纳米晶金刚石层叠相结合,来提高金刚石涂层刀具的摩擦学...     

陶瓷刀具在机匣加工中的应用

陶瓷刀具是现代金属切削加工中的一种新型材料刀具。其切削加工效率为普通硬质合金的6¹0倍,本文主要通过陶瓷刀具在加工中的应用介绍陶瓷刀具的切削特点及应用。     

硬质合金车刀改进前后切削能对比研究

在金属切削过程中,能量的产生与耗散时刻存在,这会直接影响加工材料的形变与加工质量。以硬质合金车刀为研究对象,借助结合理论计算、切削实验与仿真分析的研究手段,对改进的硬质合金微槽车刀和原车刀在切削高强合金钢过程中切削能的产生、传递与耗散展开研究,从能量角度揭示硬质合金微槽车刀的降温机理。研究发现,硬质合金微槽车刀较原车刀降低了切削过程的能耗,其单位总输入能、单位摩擦能、单位剪切能的降幅分别为5.1%,10.4%和3.4%;从能量耗散角度分析发现,硬质合金微槽车刀切削区平均温度低于原车刀,且理论计算和实验分析结果与仿真结果一致。研究结果为硬质合金微槽车刀的深入研究提供了理论支持,为其它类似金属加工过程中切削能量的对比研究提供了有效的参考。     

用立方氮化硼刀具对硬质合金材料进行延性超精密加工

对单相晶体结构和硬质合金的粘合特性的理论分析表明，对其进行延性超精密加工是可行的，并在普通加工中心上通过对切削力的监控，用立方氮化硼刀具实现了对硬质合金材料的延性超精密加工．研究结果显示，在用不同刀具进行的切削中，刀具的磨损都非常小；在对硬质合金的延性超精密加工中获得了纳米级表面粗糙度的平滑表面和层状切屑。     

基于CVD厚膜金刚石刀具的超声振动切削模具钢实验

采用化学气相沉积（chemicalvapordeposition,CVD）厚膜金刚石刀具进行模具钢超声振动切削实验．首先阐述刀具的材质特点,观测其刀尖微观形貌和切削刃截面轮廓．然后搭建了适应精密／超精密加工需求的超声振动切削实验装置,其中激振机构可稳定实现频率42．0kHz、振幅峰峰值8～9μm的振动输出．通过切削无氧铜实验证明该超声振动切削装置工作有效、稳定后,选用AISI420模具钢进行切削实验,研究切削工艺条件及切削用量对加工质量的影响,得到适用于CVD厚膜金刚石刀具的切削用量选取范围,对比研究发现超声振动切削在提升加工表面质量、减少金刚石刀具磨损方面均优于常规切削．本研究可使切削模具钢时的金刚石刀具磨损VBmax由500～600μm减少至40μm,模具铜表面粗糙度Ra由0．93μm改善至0．09μm．本研究为金刚石刀具超声振动切削模具钢的实用化积累工艺经验,并探索提供可行的技术实现途径．