水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究

水室封头作为核电设备的主要零部件,长期处在高温、高压、高辐射等恶劣的工作环境下,材料为高强度钢508Ⅲ钢,具备高强度和高温的力学特性,导致其切削加工性差。在水室封头重型切削加工过程中,大多采用硬质合金刀具进行切削,铣削过程中刀具受到较大的机械冲击和温度影响。针对切削过程中刀具失效严重、换刀频繁等问题,进行水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究。通过对水室封头材料进行单因素铣削试验,探讨切削用量与切削力的关系;进而采用正交试验的方法分析切削参数对切削力影响的显著程度,应用回归分析方法建立切削力预测模型,并进行验证。研究结果为进一步研究水室封头材料加工刀具失效机理、切削参数优化及刀具设计开发提供一定的试验基础和技术支持。     

刀具槽型对铣削高强钢切削力及刀具磨损影响

采用两种槽型的涂层硬质合金刀具对高强度钢AF1410进行高效铣削试验,研究刀具槽型对刀具磨损和切削力的影响.试验结果表明,在整个切削过程中,两种槽型刀具的磨损主要发生在后刀面;切削前期,负倒棱较窄的刀具磨损较大;在中后期,负倒棱较宽的刀具磨损量较大,负倒棱较宽的刀具各铣削分力均较大;整个切削过程中,两种槽型刀具的切向和...     

电磁耦合处理对硬质合金刀具切削力的影响研究

为了研究电磁耦合处理对硬质合金刀具切削力的影响,利用电磁耦合设备对YT15硬质合金刀具进行强化处理,通过干车削40Cr试验研究不同电磁耦合处理参数情况下对刀具切削力的影响。结果表明,在适当的电磁耦合处理参数作用下刀具的总切削力大幅下降。通过采集到能反映切削过程稳定性的总切削力信号幅值,发现电磁耦合处理可以提高切削稳定性、延缓刀具磨损。建立了相应的修正后的电磁耦合处理刀具的切削力经验公式,分析了各切削要素对处理前后硬质合金刀具切削力的影响。     

硬质合金刀具高速干车削Ti6Al4V切削力及刀具寿命研究

主要对硬质合金刀具在较高的速度范围内干车削Ti6Al4V进行了正交试验。获得了干切削状态下切削力与刀具寿命的经验公式,分析了切削力、刀具磨损与切削路程-试验时间的关系,同时研究了刀具的磨损形态和磨损机理,粘结、扩散、氧化是硬质合金刀具的主要磨损机理。最后。通过对刀具寿命-切削效率的分析,给出了硬质合金刀具在干切削状态下合理的切削参数。     

自回转刀具的设计及切削性能

介绍了硬质合金自回转刀具工作原理及结构特点．并通过与可转位刀具的对比切削试验．证明其切削力小．刀具磨损轻微；在切削难加工材料时，宜在高速和较大进给量条件下工作．是切削难加工材料比较理想的刀具．     

Ti-Si-C涂层刀具切削淬火钢性能研究

采用磁控溅射法在硬质合金YT15和YS25两种刀具基体上制备了Ti-Si-C涂层刀具,通过测量干式切削45#淬火钢下,切削力、切削温度、刀具磨损以及切屑形态变化情况,来综合评价Ti-SiC涂层刀具的切削性能。结果表明:相对于未涂层刀具,施加Ti-Si-C涂层的刀具切削力得到部分减小,切削温度得到显著降低。Ti-Si-C涂层对减小刀具的磨损起到一定的作用。     

聚晶金刚石刀具振动切削不锈钢技术研究

使用聚晶金刚石刀具进行了超声波振动切削不锈钢的实验研究,研究了切削方式对切削力及已加工表面粗糙度的影响规律。通过对刀具磨损区微观形貌的观测,分析了PCD刀具切削不锈钢时的磨损机理。结果表明,化学磨损在金刚石刀具切削黑色金属时占主导地位。超声振动切削可明显减小切削变形、切削力及刀具磨损。     

高速铣削Ti-10V-2Fe-3Al的刀具磨损试验研究

针对切削加工Ti-10V-2Fe-3Al钛合金时刀具磨损迅速、加工效率低的问题,开展硬质合金刀具高速铣削Ti-10V-2Fe-3Al的刀具寿命试验,以研究刀具的磨损机理,分析刀面磨损的发展以及对切削力的影响。利用扫描电子显微镜观察了后刀面磨损区域的微观形貌并对元素成分进行了能谱分析。实验结果表明：高速铣削Ti-10V-2Fe-3Al时硬质合金刀具的磨损形式为后刀面带状磨损与局部崩刃,伴有明显的切屑黏附与热裂纹;磨损区域有工件材料的元素向硬质合金内扩散的迹象出现;切屑流的黏附与撕扯导致硬质合金的颗粒脱落,切削刃逐步退化为洼形区域,其与后刀面交界的棱边代替原切削刃进行切削直至剥落。     

微织构自润滑刀具的切削性能研究

采用激光加工方法在硬质合金车刀前刀面月牙洼易磨损区域加工微织构并填充固体润滑剂MoS2,制备了微织构自润滑刀具(MTR-1和MTR-2),并与传统硬质合金刀具MTO进行了干切削淬火45钢的对比试验.试验结果发现,与传统硬质合金刀具MTO相比,微织构自润滑刀具能够显著降低切削力、减小刀具前刀面磨损.同时,微织构自润滑刀具...     

硬质合金刀具铣削Ti6Al4V材料性能研究

Ti6Al4V材料具有良好的性能,广泛应用于航空、航天、医学等领域。这一材料属于典型难加工金属材料,对刀具的切削性能要求较高。对YG6硬质合金刀具干式铣削Ti6Al4V材料时的刀具磨损形态、切削力、切屑形态进行了研究,结果表明,在其它切削参数相同的条件下,低速切削时刀具磨损主要表现为粘结磨损、磨粒磨损、边界磨损。随着切削速度的加快,刀具磨损加剧,主切削刃出现微崩刃。在较高的切削速度和较大的进给量下,刀具磨损进一步加剧,刀尖处磨损最为严重,前刀面出现剥落现象。在进给量和切削深度保持不变的情况下,切削速度加快,切削力出现减小的趋势。YG6刀具切削Ti6Al4V材料容易形成节状切屑,这会对加工表面质量产生不利影响。     

激光超声复合切削硬质合金的刀具磨损及其对工件表面质量的影响

基于激光加热辅助切削和超声椭圆振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺。采用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具对YG10硬质合金进行了常规切削,超声椭圆振动切削,激光加热辅助切削和激光超声复合切削对比试验。检测了刀具磨损量、刀具磨损形貌、工件表面粗糙度以及工件表面形貌,并通过扫描电镜(SEM)对刀具磨损区域进行了能谱分析,同时研究了激光超声复合切削硬质合金时PCBN刀具的磨损及其对工件表面质量的影响。最后,与常规切削、超声振动切削及激光加热辅助切削进行了对比试验。结果表明:激光超声复合切削时刀具使用寿命显著增加,加工后的工件表面粗糙度平均值分别降低了79%、60%和64%,且工件表面更加平整光滑。激光超声复合切削硬质合金时,PCBN刀具的前刀面磨损表现为平滑且均匀的月牙洼磨损,后刀面磨损表现为较窄的三角形磨损带和较浅的凹坑和划痕;刀具的失效机理主要为黏接磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用。     

WC-Ni3Al硬质合金切削奥氏体不锈钢的切削力及磨损研究

采用正交试验法对WC-Ni3Al硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢过程中的切削力及磨损性能进行研究,并对切削深度、进给量以及切削速度对切削力的影响进行分析。利用指数回归分析建立主切削力的经验公式,结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析。试验表明:切削深度对切削力的影响最大;与WC-Co硬质合金相比,WC-Ni3Al硬质合金刀具的切削力以及后刀面磨损均优于WC-Co刀具。     

硬质合金刀具铣削Ti6Al4V时刀具磨损及切削力研究

对硬质合金刀具在干切削状态下铣削Ti6Al4V磨损机理和切削力进行了试验研究,切削速度分别为40、80、120、160m／min。分析了切削力与切削方式、切削速度、切削路程的关系。最后,对刀具的磨损形态和磨损机理进行了探讨。结果表明粘结、扩散是硬质合金铣刀的主要磨损机理。     

PCBN刀具磨损对切削过程影响的有限元仿真研究

在实际切削加工中,随着切削的进行,刀具的磨损会越来越严重,这种磨损会严重影响切削过程,对切削力、切削温度等影响极大。本文通过有限元仿真软件ABAQUS模拟了不同磨损程度的PCBN刀具切削高强度钢Cr12Mo V的过程,揭示出了刀具磨损量对切削过程的影响规律,并通过试验进行了验证。     

基于刀具磨损和切屑形成对切削Ti6Al4V的切削力特性研究

为了研究钛合金Ti6Al4V切削过程中的切削力特性,采用硬质合金涂层和无涂层刀具进行了外圆干车削试验,提取切削力信号,通过研究切削力的静动态特性,揭示了切削力与切削速度、刀具材料、刀具磨损以及切屑形成的关系.结果表明:钛合金切削过程中,切削力的静态分量中径向力Fp最大,直接导致刀具后刀面磨损;随着切削速度的变化,切削力的变化是由刀具磨损、材料本身的特性等多方面因素综合作用的结果,切削力动态分量分形维数可用于刀具状态监控;锯齿形切屑的产生与切削力的高频变化有直接的关系,锯齿生成频率可以作为切削力动态分量频率的一个表征,选取适当的切削参数可以降低由于锯齿屑产生引起的切削力振动.     

金刚石刀具切削硬脆材料时切削力与刀具振动的关系

通过用金刚石刀具对花岗岩、陶瓷、铸铁和钢等不同材料进行切削对比试验，对切削力信号和刀具振动信号的变化关系进行了相关分析。结果表明：材料性质不同，相关信号的周期性明显不同，切削力信号频谱的主峰分布也有所不同。     

镍基粉末冶金零件的切削试验研究

对陶瓷刀具和硬质合金刀具进行了镍基粉末冶金零件的干切削对比试验,测量了切削力和加工表面粗糙度,分析了刀具的磨损机理。试验结果表明:陶瓷刀具的切削性能明显优于硬质合金,适合于粉末冶金零件的切削加工。     

基于DEFORM软件的刀具磨损对切削力与切削热的影响研究

基于DEFORM 2D/3D软件,通过硬质合金平头倒角立铣刀进行高速铣削AISI4340合金钢的仿真实验,在主轴转速1270r/min、进给速度104m/min、切削深度0.1mm的参数下,利用刀具的几何磨损模型和仿真模型模拟了不同刀具磨损类型对切削力与切削热的影响以及刀具二次磨损的主要位置。研究发现,刃口钝化对切削力的影响最大,其次为前后刀面磨损、后刀面磨损和前刀面磨损;后刀面磨损对切削热影响最大,其次为前后刀面磨损、刃口钝化和前刀面磨损。本研究促进了刀具的结构设计的发展和加工工艺的更优选择。     

涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢切削力的试验研究

通过四种涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,研究了切削用量对切削力的影响,并对四种刀具的切削力进行了对比分析。试验结果表明:在采用小进给量、小背吃刀量切削时,出现了背向力大于主切削力的现象;随着切削速度的增加,YBC251、GC2025刀具的切削力先减小后增大;同型号的PVD涂层硬质合金刀具与CVD涂层硬质合金刀具相比较,前者的切削力显著小于后者。     

高速干切削时金属陶瓷刀具磨损的试验研究

对金属陶瓷刀具高速干切削45钢时的磨损情况进行了试验和分析。结果表明,进给量对金属陶瓷刀具后刀面磨损的影响与切削速度和刀具磨损形态密切相关,对刀具寿命的影响与低速湿切削时存在较大差异。