涂层对钛合金高速切削加工性能的影响

采用TiAlN和TiAlSiN涂层的两种硬质合金刀片高速干式切削钛合金(TC4),测量并分析了涂层刀片的切削寿命、车削过程中的切削力及工件已加工表面粗糙度,并利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析仪对涂层硬质合金刀片的磨损区域进行了观察分析,探讨了涂层刀片的磨损机理,研究了涂层对钛合金车削加工性能的影响。经过5次反复实验,结果表明:TiAlN涂层刀片高速车削钛合金的耐磨损性能较TiAlSiN涂层刀片提高20%左右;随着磨损的加剧,TiAlSiN涂层刀片的切削力在后期大于TiAlN涂层刀片的切削力;同时,TiAlSiN涂层刀片加工的表面粗糙度也随着刀尖的磨损、刀尖圆弧变大而降低;两种刀片的磨损机理是粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损和磨粒磨损同时发生并相互促进,TiAlSiN涂层刀片的切削刃和后刀面磨损较TiAlN涂层刀片快,TiAlN涂层刀片磨损均匀。     

涂层硬质合金刀具车削奥氏体不锈钢的试验研究

对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削力、切削工件的表面完整性进行了实验分析,并应用PVD、CVD两种涂层刀具针对奥氏体不锈钢典型的车削加工工况进行了深入的试验研究。     

可换头式硬质合金钻头弹性夹紧结构设计与有限元分析

可换头式钻头是一种新型、高效、内冷却钻头,仅钻尖采用少量的整体硬质合金材料,并以特殊的定位和夹紧方式与钻杆配合实现装卸、可换。本文对两种可换头式钻头结构进行了定位原理和结构特点的分析,提出了一种新型弹性夹紧式结构。对新型可换头结构进行了设计与力学建模,使用ANSYS有限元软件对其弹性变形部分的位移与应力进行分析,为钻杆与钻尖的结构设计与改进提供依据。     

抛光涂层麻花钻加工奥氏体不锈钢的切削性能研究

目的 提升普通涂层麻花钻加工奥氏体不锈钢的效率。方法 采用刀具基体及涂层前沿抛光处理技术,按照涂层前抛光及涂层前、后均抛光的不同工艺路线分别制备硬质合金麻花钻,选取制作的2种抛光涂层麻花钻与未经过抛光工艺处理的涂层麻花钻开展钻削奥氏体不锈钢试验,综合分析涂层前、后抛光处理工艺对涂层硬质合金麻花钻耐用度、磨损形貌及磨损机理的影响趋势。结果 涂层硬质合金麻花钻初始表面经抛光工艺处理后,槽前刀面粗糙度均值由10.77μm降低为5.09μm,降幅达52.7%,涂层表面质量获得显著提升。当切削工况一致时,涂层前、后均抛光麻花钻及涂层前抛光麻花钻的耐用度比未抛光涂层麻花钻分别提升了150%、106.1%;涂层前、后均抛光麻花钻的耐用度比涂层前抛光麻花钻提升了21.3%。未抛光涂层麻花钻的失效原因为月牙洼磨损、刀尖崩缺及切屑黏结;涂层前抛光麻花钻的失效原因为月牙洼、周刃磨粒磨损及涂层脱落;涂层前、后均抛光麻花钻的失效原因为周刃微崩、涂层脱落及切屑黏结,损伤程度最轻微。结论 普通涂层麻花钻基体及涂层表面抛光处理技术对降低其加工奥氏体不锈钢的损伤程度、延长切削寿命具有十分显著的优势,可大幅度提高刀具的综...     

整体硬质合金铣刀铣削热实验研究

本文通过建立一种整体硬质合金铣刀铣削热研究的实验方法,在相同的切削条件下,利用人工热电偶法和红外测温法对3种不同刃数的整体硬质合金铣刀的铣削温度进行了测量,并运用有限长移动线热源数学模型计算出不同刃数的铣刀在铣削过程中传入工件和切屑的热量值。研究结果表明:相同的切削条件下,刀刃数目越多,铣削温度越高,实验结果与实际加工一致。     

铣刀倒棱角对大进给铣削718H模具钢影响研究

采用5种倒棱角的大进给铣刀对718H模具钢进行铣削试验,分析了切削力、切屑表面形貌、表面粗糙度和刀具磨损等因素对刀片切削性能的影响。结果表明:随着倒棱角的增大,三向切削力F_x,F_y,F_z呈单调递增;切屑自由面和接触面都有明显的材料挤压,随着倒棱角的增大,其切屑挤压程度加剧,工件表面粗糙度增大;刀具的磨损形态主要为崩刃,并产生粘结磨损、涂层剥落和裂纹等损伤。刀具寿命先增大后减小,在倒棱角度为20°时,刀具寿命最长,为88min。在倒棱角度为20°时,刀具的切削性能提高,刀具磨损显著减少,从而极大地提高刀具耐用度。     

不等齿距三刃高速立铣刀的动平衡及设计

根据高速立铣刀容屑槽的几何特点,建立铣刀径向截面槽形曲线的通用数学模型.在此基础上,应用动平衡的基本理论,推导出不等齿距三刃高速立铣刀质量偏心和不平衡量的数学模型.利用动平衡测量仪测得不等齿距三刃高速立铣刀的不平衡量,并将其与理论计算值进行对比,对比结果证明质量偏心和不平衡量数学模型完全可靠.根据质量偏心的数学模型,对其影响因素进行分析,发现铣刀螺旋角和刃长对质量偏心的影响最大,据此提出不等齿距三刃高速立铣刀优化设计的思路.为研究不平衡量和不等齿结构对切削力和振动的影响,进行高速铣削对比试验,试验结果表明,不等齿结构具有抑制振动的作用,但对切削力影响较小;不平衡量的增大会引起切削力和振动的明显增大.     

平头螺旋刃立铣刀切削力预报模型的建立与数值仿真(二)——切削参数对铣削力的影响

铣削力对刀具变形、工件变形、刀具寿命、加工表面质量均有重要影响,是计算切削功率,设计和使用机床、刀具、夹具和优化加工工艺不可缺少的依据,并直接影响切削热的产生.由于缺乏精确的切削力信息,在生产车间实际加工中通常采用较保守的加工条件,致使加工效率降低和生产成本提高.因此建立可靠的切削力预报模型,在实际加工之前预测出切削力...     

麻花钻刃口强化设计的数值模拟及试验研究

对平面后角型麻花钻进行了三维建模,并对主切削刃刃口进行了强化设计（钝圆或负倒棱）,得到了给定刃磨参数下麻花钻的计算机仿真模型。在此基础上,运用金属成形有限元软件DEFORM3D对硬质合金麻花钻钻削过程的轴向力和扭矩进行了研究,研究结果显示,刃口负倒棱设计方法在减小刀具钻削力及扭矩方面优于刃口钝圆设计方法。最后进行了钻削验证试验,对合理负倒棱参数的选取进行了探讨。     

基于划痕法制备的微织构硬质合金摩擦磨损试验研究

采用尖端球半径10μm、锥角120°的金刚石压头在硬质合金(YG6)表面制备了划痕宽度为10~50μm的微织构,并采用球盘式摩擦磨损试验方法进行了微织构化硬质合金的摩擦磨损试验,对摩擦磨损试验过程的摩擦力与摩擦因数进行了在线测量,并用超景深电子显微镜与扫描电镜对微织构形貌与摩擦磨损形貌进行了显微观察。试验结果表明,采用金刚石压头划痕法制备硬质合金微织构是可行的,并且硬质合金微织构有助于降低摩擦因数,当织构方向与摩擦磨损运动方向垂直时,微织构对硬质合金摩擦磨损特性的改善效果最好。