梯度功能陶瓷刀具切削应力场的有限元分析

本文首次建立了梯度功能陶瓷刀具的切削模型,并通过对不同梯度分布的陶瓷刀具有相同切削载荷下的切削应力场有限元分析,得出了最优化的梯度分布指数。     

梯度功能陶瓷刀具切削应力场的有限元分析

梯度功能陶瓷刀具的切削性能与梯度的分布形式直接相关。本文首次建立了梯度功能陶瓷刀具的切削模型,并通过对不同梯度分布的陶瓷刀具在相同切削载荷下的切削应力场有限元分析,得出了最优化的梯度分布指数。     

新型陶瓷切削刀具

陶瓷是由金属氧化物或金属氮化物组成,但不含金属无机材料。早在1905所就有人用氧化铝(Al_2O_3)做切削刀具,但由于当时的陶瓷材料脆性大、强度低、品质不均匀,加上所用机床的刚性差、功率小,因而使用效果不好。近年来,随着陶瓷生产工艺的改进,开发出了强度较高、均匀性较好的陶瓷刀具材料,并且机床的性能有了很大的改善,从而使陶瓷刀具的应用越来越广泛。陶瓷刀具的性能还将通过下述技术得到进一步的提高。 1.表面处理一采用化学气相沉淀或其他方法在陶瓷表面涂复各种适当的涂层; 2.相转变-用化学方法添加不同材料,以实现相转变而强化陶瓷刀具材料。陶瓷刀具有以下主要优点: 1.陶瓷刀具化学稳定性好,抗磨损能力强,能长时间保证刀刃锋锐,使刀具在较长时间内维持加工的     

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。     

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。     

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。     

陶瓷刀具切削加工时的磨损与润滑

结合国内外的研究现状 ,对陶瓷刀具切削加工时的磨损、润滑以及陶瓷刀具与加工对象的最佳匹配问题进行了综合评述     

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.     

断续切削过程中刀具机械应力的光测研究

本文用连续激光测试技术测量了切削过程中刀楔内的应力分布规律；同时为了验证这种测量方法的可靠性，对刀具内的应力分布进行了有限元分析，结果表明：光测刀具应力分布规律和有限元计算结果非常一致；激光测试技术是一种测量刀具应力比较有效的新方法，这为进一步研究切削过程中的刀具破损和其它动态问题提供了坚实的基础。     

切削镍基合金用的陶瓷刀具

<正> 镍基合金切削温度高,在高温区易与刀具材料发生非常强烈的化学反应,而且容易产生加工硬化现象,因此,被认为是比较典型的难切削材料。用硬质合金刀具切削镍基合金时,为了避免温度上升,目前大多采用非常低的切削速度。各种陶瓷刀具在高温区化学稳定性高,适用于高速切削镍基合金,它的应用已引起人们的广泛注意。     

梯度功能陶瓷刀具 FG-2 的切削性能及损坏特征

采用粉末冶金工艺研制成功具备优异力学性能的双向分布梯度功能陶瓷刀具材料ＦＧ┐２,并结合实际生产对ＦＧ┐２刀具与普通陶瓷刀具ＳＧ┐４进行了切削对比试验。结果表明,加工精锻锥齿轮端面时,ＦＧ┐２的寿命比ＳＧ┐４提高１．５倍;加工柴油机进气阀斜面时,ＦＧ┐２的寿命比ＳＧ┐４提高１倍以上。ＦＧ┐２刀具在切削中表现出很强的自砺性。     

SN01、SN02陶瓷刀片切削性能试验

对两种新近研制的陶瓷刀进行了切削性能试验，结果表明，这两种刀片适宜于淬硬钢及高硬度合金铸铁的精加工及半精加工，其加工表面质量及生产事都优于理质合金。     

梯度功能陶瓷刀具FG—2断续切削淬硬钢T10A的切削性能研究

提出了梯度功能陶瓷刀具FG－2O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。     

陶瓷刀具和PCBN刀具磨损形态的研究

对陶瓷刀具(CC650)和PCBN刀具(CB20)精车淬硬GCr15轴承钢时的刀具磨损形态及性能进行了对比试验；结合扫描电镜对刀具的磨损形态作观察；分析了刀具磨损特征及磨损机理。结果表明：刀具损坏的形态主要为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃及破损等；陶瓷刀具和PCBN刀具的前后刀面磨损形态不同于典型的磨损形态，陶瓷刀具主后刀面的磨损量要比PCBN刀具的磨损量小。但两种刀具均适合于淬硬钢的精加工工序。     

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。     

陶瓷刀具材料的可靠性研究

介绍了陶瓷刀具材料可靠性研究的基本理论及评价方法 ,并对各种方法的特点及实用性进行了综合评述。