丝锥全生命周期参数对攻丝性能影响的研究

采用正交试验法完成了HSS/Co-M35含钴高速钢丝锥加工Ti-6Al-4V钛合金的攻丝试验。利用极差分析法研究了丝锥全生命周期参数即丝锥前角(刀具设计参数)、刃口钝化半径(刀具制造参数)、主轴转速(刀具使用参数)对攻丝性能的影响。利用综合评分法将扭矩max、轴向切削力max和切削温度max等3项攻丝性能指标转化为单一综合切削性能指标y*i,分析结果表明:攻钛合金时丝锥全生命周期参数取刃口钝化半径0.01 mm,丝锥前角10°,主轴转速150 r/min时最优。通过试验与数值模拟获得的扭矩值及趋势、切屑形态及切削刃对比图,验证了在Advant Edge FEM软件中建立的丝锥攻Ti-6Al-4V钛合金模型的可靠性。     

用于钛合金攻丝的直槽丝锥参数优化设计

针对通用丝锥加工高硬度工件材料时出现刀具磨损快、扭矩增大等问题,在通用丝锥结构基础之上,以加工钛合金为例,利用AdvantEdge软件对丝锥攻丝过程进行仿真模拟,采用正交试验和极差分析法,以最小轴向力、最小扭矩、和最低温度为评价指标,研究了丝锥前角、后角、锥角、转速对攻丝过程的影响规律,优化了丝锥结构参数和加工参数.并对优化后丝锥与通用丝锥进行了有限元仿真实验,进行了实验结果对比分析.结果表明丝锥前角4°、后角10°、锥角6°、转速125r/min的优组合丝锥结构合理,且温度、扭矩、推力以及刀齿应力均显著下降.     

切削锥长度和主轴转速对干攻丝中径差的影响

中径差作为评价内螺纹质量的重要参数,对内螺纹的加工质量影响很大.为研究切削锥长度和主轴转速对内螺纹中径差的影响,采用高速钢直槽丝锥对45钢进行了干攻丝试验.试验结果表明:切削锥长度和主轴转速对中径差均有影响.在100 r/min的主轴转速下,使用切削锥长度为2.5 mm的丝锥进行切削可获得最佳的中径差,其中径向中径差的...     

基于Pro/E的丝锥参数化建模方法

采用有限元法对高速钢丝锥攻丝过程进行仿真分析,不但能够获得更全面的刀具切削信息,同时也能有效地降低试验费用,获得较为准确的试验结果。由于丝锥结构复杂、尺寸参数较多,在攻丝仿真中,对丝锥进行快速准确的三维建模尤为重要。本文通过参数化建模设计思想,借助于三维建模软件Pro/E中参数化模块,建立标准丝锥的参数化模型。     

Ni基变形高温合金小孔攻丝扭矩的试验研究

采用修正齿丝锥和标准丝锥对Ni基变形高温合金GH4 1 6 9难加工材料进行了小孔螺纹攻丝对比试验。试验结果表明 ,与标准丝锥相比 ,采用修正齿丝锥可显著减小攻丝扭矩 ,且切削锥角较大的修正齿丝锥加工效果较好     

钛合金TC4小孔攻丝用渐成法丝锥

本文着重分析了钛合金TC4进行小孔攻丝困难的主要原因;设计并试制了用于钛合金小孔(通孔)攻丝的新型齿形角修正了的丝锥。经过几种丝锥使用不同切削液的切削试验表明,切削锥角(?)=7°30′的M6×1的修正齿丝锥并用4901极压切削液,攻丝总扭矩比标准丝锥可降低70%左右,攻制螺纹质量完全合乎要求,且效果十分显著。     

利用镍磷涂层消除丝锥粘屑

我厂加工汽车直拉杆螺纹的M3.9×1.5丝锥,经常在切削锥部的螺纹上粘结切屑瘤,使工件和丝锥大批报废,造成损失每年达35000元。分析粘结切屑瘤的主要原因,当攻丝到位后,返转回程的瞬间,丝锥的每一切削刃需要切掉原来的切屑根,此时的前角γ′=90°-β(后角),成了很大的负前角,切削很不利,由于摩擦和工件材料与刀具材料分子的亲合作用,至使在切削锥部后面的齿纹上,逐渐粘上切屑瘤。增至一定程度后,开     

无后角丝锥的攻丝试验

<正> 采用带阶梯式切削锥部(有齿升量)的无后角丝锥作攻丝试验,其结果表明,切削厚度增加,则切削锥上的扭矩减小,反转扭矩比普通丝锥更是大大降低。这种丝锥能避免切屑粘附于刀齿的后面,从而减少攻丝时丝锥折断的危险。但在任何情况下,丝锥最好采用导套作精确的引导,以防丝锥产生轴向偏移和超负荷切削。1、引言丝锥属于最广泛使用的刀具之一。工具厂大批量生产这种刀具,其价格便宜。如在生产中不发生特殊问题,人们只管用它,但却很少     

中碳调质铬钢攻丝的分析及丝锥的改进

用标准机用丝锥在中碳调质铬钢零件上攻丝时,丝锥常常折断和崩齿,盲孔攻丝吋崩齿更为严重,成为螺孔加工中的一十难题。本文试就立轴(40Cr、FRC23～28)M12盲孔攻丝加工现场观察到的现象和某些工艺试验门结果,对丝锥崩齿问題进行分析,并以此提出丝锥的改进设计方案。一、丝锥切削准导角φ的影响根据工艺设计,立轴攻M12螺孔采用标准机用丝锥单支组一次加工完成。生产现场发现丝锥前刃面的崩齿非常严重。且多发生在切削锥部分。生产中曾在     

基于正交试验的GH2132用分段式丝锥研制

高温合金GH2132属难加工材料,特别是用丝锥攻制内螺纹尤其困难,传统的攻丝方案都存在一定的缺陷,导致在实际生产中无法实现GH2132一次攻丝成型。通过对丝锥材料与结构的优化,研制出了分段式丝锥,并基于正交试验的极差分析结果得知分段式丝锥参数对攻丝峰值扭矩的影响顺序为:二次切削部分长度L_2丝锥前角α切削引导部分L_1高度H,得出了分段式丝锥的最优参数组合为丝锥前角α=4°,切削引导部分L_1高度H=4. 30 mm,二次切削部分长度L_2=8 P,此时攻丝峰值扭矩为7. 9 N·m,同时将将此参数进行生产验证,分段式丝锥寿命可达1 600次,实现了GH2132材料的一次攻丝成型,满足了企业的实际生产需求,并且对于丝锥的设计具有重要的参考价值。     

硬孔攻丝用高性能先端丝锥的设计及应用

热后硬孔攻丝螺纹变形量小、尺寸稳定、强度高。该工艺方法对刀具强度要求较高,使用普通高速钢丝锥和螺纹铣刀加工时,普通高速钢丝锥无法承受热后硬孔攻丝所产生的大扭矩而频繁折断,报废率较高,同时螺纹铣刀成本高,不适合大批量生产。针对热后硬孔攻丝工艺复杂、成本高的问题,专门设计了硬孔攻丝用高性能先端丝锥,解决硬孔攻丝难题,并与其他种类丝锥进行了切削力对比。     

OPTIMIZATION STUDIES ON HOLE-MAKING TOOLS FOR HIGH-PERFORMANCE CUTTING AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Austenitic stainless steel is a kind of difficult-to-cut material utilized widely in various industry fields. Hole-making tools are the uppermost obstacle of high performance cutting, so the optimizations of tools are imperative. This paper presents respectively the optimal geometrical characteristics and corresponding coating for high performance cutting austenitic stainless steel. The appreciated cutting performance of optimized tools with optimized cutting parameters has also been evaluated completely through experiments. Optimized special drills with point angle 138° and helix angle 38° was decided and TiCN coating was selected as the best coating. However optimized taps had different geometry structures for tapping through holes and blind holes. The former adopted the spiral pointed tap with inclination angle 15 °. The latter was spiral fluted tap with helix angle 34°. In high-performance cutting austenitic stainless steel, the optimized cutting parameters of special drills are 16 m/min and 0.13 mm/rev. The research results will be of great benefit for the development and application of high efficient and precise drills and taps of high performance cutting austenitic stainless steel.     

OPTIMIZATION STUDIES ON HOLE-MAKING TOOLS FOR HIGH-PERFORMANCE CUTTING AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Austenitic stainless steel is a kind of difficult-to-cut material utilized widely in various industry fields. Hole-making tools are the uppermost obstacle of high performance cutting, so the optimizations of tools are imperative. This paper presents respectively the optimal geometrical characteristics and corresponding coating for high performance cutting austenitic stainless steel. The appreciated cutting performance of optimized tools with optimized cutting parameters has also been evaluated completely through experiments. Optimized special drills with point angle 138° and helix angle 38° was decided and TiCN coating was selected as the best coating. However optimized taps had different geometry structures for tapping through holes and blind holes. The former adopted the spiral pointed tap with inclination angle 15 °. The latter was spiral fluted tap with helix angle 34°. In high-performance cutting austenitic stainless steel, the optimized cutting parameters of special drills are 16 m/min and 0.13 mm/rev. The research results will be of great benefit for the development and application of high efficient and precise drills and taps of high performance cutting austenitic stainless steel.     

基于ABAQUS的30CrMnSiA合金钢切削仿真研究

基于有限元分析软件ABAQUS开展了30Cr Mn Si A合金钢正交切削有限元仿真研究,分析了该材料切削过程中塑性变形区分布及内应力分布。通过调整刀具前角及主轴转速分别研究了刀具前角和主轴转速对切削力的影响规律,得到刀具最佳前角为13°,临界主轴转速为2000r/min。     

高速切削30CrNi3MoV淬硬钢切屑形成机理的试验研究

通过30CrNi3MoV淬硬钢的高速切削试验,观察和测量不同切削条件下切屑形态的演变过程、锯齿状切屑形成的临界切削条件、切削力.结果表明,切削速度和刀具前角是影响切屑形态和切削力的主要因素,随着切削速度的提高,在某一临界切削速度下,切屑形态由带状屑转变为锯齿状切屑,随着刀具前角由正前角逐渐变为负前角,临界切削速度明显减小,当锯齿状切屑形成时,切削力大幅度降低.使用金属切削过程中绝热剪切临界切削条件判据对锯齿状切屑形成临界切削速度预测的结果表明,锯齿状切屑形成的根本原因是主剪切区内发生周期性的绝热剪切断裂.     

AN EXPERIMENTAL EVALUATION OF CUTTING TEMPERATURES DURING HIGH SPEED MACHINING OF HARDENED D2 TOOL STEEL

This paper investigates experimentally the effects of different process parameters on the cutting edge temperature during high speed machining of D2 tool steel using polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) tools. The cutting edge temperature is measured using thermocouples. The process parameters considered are cutting speed, feed rate, nose radius, rake angle, and tool wear. The effects of different edge preparations including sharp, honed and chamfered are also investigated. The results show that increasing cutting speed and feed rate increases the cutting temperature while increasing nose radius reduces the cutting edge temperature. In addition, there is an optimum rake angle value at which minimum cutting temperature is generated.     

高速切削过程绝热剪切局部化断裂预测

基于高速切削过程绝热剪切饱和极限理论,结合锯齿形切屑绝热剪切带的变形和受力条件,以及材料的动态塑性本构关系,建立以切削速度、切削厚度和刀具前角为预测变量的高速切削过程绝热剪切局部化断裂的预测模型,并以淬硬45钢和FV520(B)不锈钢为例,预测其发生绝热剪切局部化断裂的临界切削条件。通过高速切削试验和金相试验,讨论了切削条件对绝热剪切局部化断裂过程的影响规律和敏感程度,验证了绝热剪切局部化断裂的预测结果。结果表明:较大切削厚度和较小刀具前角会降低绝热剪切局部化断裂的临界切削速度,建立的绝热剪切局部化断裂预测模型能有效预测切屑发生绝热剪切局部化断裂的临界切削条件。     

锥基波形前刀面硬齿面插齿刀切削刃几何角度分析

在提出一种硬齿面插齿刀的新构形方法 (锥基波形前刀面硬齿面插齿刀 )的基础上 ,对新构形方法插齿刀的前角、后角及刃倾角进行了分析 ,建立了切削刃几何角度的数学模型 ,并与原构形法插齿刀进行了对比研究。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究*

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。