微小孔钻削刀具制造技术研究进展综述

随着航空航天、医药、汽车及电子工业的迅速发展,精密设备及微结构的制造需求逐年增加,微小孔(d≤1mm)作为微结构中的常见难加工特征,其制造技术是限制相关领域装备发展的关键所在,因此,微小孔制造一直是机械加工行业的研究热点和难点,诸多学者从多种维度进行了相关研究,形成了丰硕的研究成果。由于微小孔钻削技术现阶段仍然是微小孔制造的核心工艺,而刀具性能则是保证微小孔钻削的核心要素,因此总结了近年来微钻刀具制造领域的重要技术进展,并从微钻刀具的材料选择、几何角度设计、制造工艺方法等角度展开叙述,介绍了最新的微钻刀具材料研究进展、解释了微钻刀具几何角度的设计方法,总结对比了国内外最新的微钻刀具制造技术,包括磨削、电火花磨削、高频激光加工技术等。由于PCD微钻具有优异的切削性能和极大的技术潜力,还重点介绍了PCD微钻制造技术及最新研究成果,并针对不同材料、工况下的微小孔钻削加工工艺参数进行了总结。     

聚晶金刚石复合片激光抛光工艺研究

聚晶金刚石复合片因具有超高硬度、耐磨性和良好的热稳定性,被广泛用作切削加工的刀具材料。利用PCD复合片制作刀具时,和传统加工工艺相比,激光抛光可以获得更良好的加工特性。为探究PCD复合片的激光抛光工艺特性,获取最佳表面粗糙度,利用飞秒已抛光区域的线粗糙度,系统地研究了激光功率、扫描速度、扫描间距的水平变化对粗糙度和抛光效率的影响规律。采用正交试验方法对3个因素水平进行优化组合,同时对飞秒激光抛光PCD的作用机理进行初步探究。结果表明：影响粗糙度的主要因素为扫描速度,选用7 MW激光功率、1 000μm/s扫描速度、12μm扫描间距的工艺参数可以获得粗糙度为33.95 nm的优良PCD复合片。     

激光钻削头

<正> 激光钻削是发展钻削加工的最有效技术之一。这种加工工具能有效地钻削孔径小达5μm的小孔。此外,激光钻削通常没有切屑和毛刺。激光钻削主要应用于飞机发动机中高温合金的冷却孔、内高速齿轮的润滑孔、排气孔以及电子基片中的小孔等加工。一、优点激光钻削具有许多独特的优点: 1.刀具与工件问不直接接触,排除了诸如材料变形、刀具破损、刀具磨损以及过热一类的问题。2.由于激光器是光学瞄准,能够钻出极其精密的孔。直径精度一般在±0.025mm以内。     

浅谈几种特种加工

特种加工是指那些不用刀具或磨料,或虽然使用刀具或磨料,但又同时利用热能、化学能、电化学能等的加工方法。它主要是随着高硬度、高韧性、高强度、高脆性等一些难加工材料的出现,以及制造精密细小形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的。 1.激光加工 激光加工是利用激光源的激光束“镗入”材料(先将被加工材料熔化,再用压力气体将被熔金属吹走)而对零件进行加工的一种加工方法。目前,它已受到相当高的重视,它能加工各种金属和非金属材料,其中主要用在加工硬质材料方面。激光加工最早用在孔的加工,能加工直径为0.05～8mm的孔,它还特别适用于切割陶瓷材料和复合材料,具有切缝窄(0.1～0.2mm),切割厚度大和切割速度高的特点,激光还可用于同种金属和不同种金属之间的焊接,其焊接质量和效率远远高于传统的焊接方法。激光热处理是利用大功率连续激光器对材料表面进行激光扫描,使金属表层产生相变甚至熔化,随后快速冷却使表面硬化,从而提高零件表面的耐磨性和疲劳强度,激光表面处理技术可明显地改善受力件危险部位的疲劳强度,提高整机的寿命和可靠性。     

高效加工技术及其在重型切削中的应用

针对难加工材料和复杂结构零件高效加工技术的研究成果和应用现状进行阐述,从高速切削和复合加工等方面,对高效加工应用和加工理论进行分析;以重型切削典型零件核电蒸发器大型水室封头为研究对象,根据其结构特点、材料特性和重型切削技术,分析其难加工性;最后结合高效加工技术,从加工工艺、加工刀具和加工机床等方面提出水室封头的重型高效加工技术。     

日本激光加工技术在汽车工业中的应用

综述了日本激光加工技术应用于汽车体生产现状和今后的发展动向,介绍了激光加工技术在提高材料利用率,减少冲压模具数量,增加制造系统柔性等方面的发展。     

慢走丝线切割制作PCD刀具

PCD（聚晶金刚石）刀具以其加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势成为时下最受关注的刀具产品。随着PCD制造工艺的不断发展,PCD刀具产品的质量和生产效率都有了进一步地提高。因此,也得到了越来越多的认同,就应用范围而言已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃和工程陶瓷等材料的加工。     

金刚石刀具“一站式”激光精密加工

<正>LASER LINE PRECISION是伊瓦格(EWAG)推出的一款现代化刀具制造激光技术方面的入门级机床。机床使用的短脉冲激光处于532nm的绿色波长范围,能高效加工常规金刚石切削材料,如CBN、PCD和CVD-D。能加工直径≤200mm、长度≤250mm的旋转对称刀具以及内接圆直径3mm、外接圆直径≤50mm的可     

激光加工刀具表面微织构的应用研究

切削加工过程中,刀具与工件材料、切屑近距离发生摩擦,产生极高的切削温度和较大的切削力,刀具磨损剧烈。如何延长刀具寿命,抑制刀具的快速磨损成为现阶段研究切削加工的核心课题。刀具表面微织构具有减小切削力、降低切削温度、减缓刀具的磨损的作用,从而能够延长刀具的使用寿命。激光加工技术加工范围广泛、安全可靠、加工精度高、自动化程度高,成为目前加工表面微织构技术中应用极为广泛的技术。研究激光加工刀具表面微织构特别是陶瓷刀具表面微织构,具有重要的理论研究价值与广阔的应用前景。     

日本菱高PCD刀具的制造和修磨受关注

随着航空航天产品的不断升级换代,尤其是各种复合材料和难加工材料的普遍使用,其加工技术也逐步提高。目前,航空航天领域越来越多地使用PCD和PCBN材质的刀具。PCD刀具以超强的切削性能和耐用度以及高韧性获得了一致的认可和广泛应用,     

高速切削加工的刀具材料及其合理选择

刀具技术的不断发展是高速切削加工得以实施的工艺基础。高速切削的刀具技术包括刀具材料、刀具结构的优化和刀具的装夹技术等。刀具材料影响着高速切削加工技术的广泛应用。刀具材料的发展是高速钢——硬质合金——陶瓷——超硬材料，高性能材料不断取代低性能材料，切削速度和加工效率不断提高。目前适用于高速切削的刀具主要有：涂层刀具、陶瓷刀具、金属陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具、聚晶金刚石(PCD)刀具以及性能优异的高速钢和硬质合金复杂刀具等。     

硬脆材料的激光辅助磨削加工研究进展

硬脆材料具有良好的材料力学性能,广泛应用于众多工业领域。但由于其硬度高及脆性大,导致其在磨削加工过程中容易产生脆性断裂等缺陷。激光辅助磨削加工是解决硬脆材料加工中产生缺陷的一种有效加工方法,国内外学者对此开展了大量研究。现从激光辅助加工的作用、激光辅助磨削加工方法方面对国内外的研究现状进行综述,并对硬脆材料激光辅助磨削加工技术未来的发展趋势进行了展望。     

工程陶瓷的激光加热辅助切削技术

激光加热辅助切削工程陶瓷技术即使用激光作为外加热源先于刀具加热软化陶瓷工件,然后再使用刀具将软化的材料去除。较高的剪切变形区温度降低了陶瓷材料的屈服应力和硬度,陶瓷变形特征从脆性转变为塑性或者准塑性,从而提高切削效率,延长刀具使用寿命,有望解决陶瓷加工中的低效率和高成本现状。从激光加热辅助切削工程陶瓷研究进展、激光束的整合,以及切削机理等方面,对激光加热辅助加工工程陶瓷做了较为全面的论述。     

聚晶金刚石(PCD)刀具在活塞加工中的应用

PCD刀具广泛应用于加工铝合金,是加工铝合金特别是高硅铝合金最为有效的刀具材料,在分析PCD刀具材料性能特点的基础上,介绍了PCD刀具在活塞加工中的应用情况,重点介绍了几种常用PCD刀具的应用效果,并以精车环槽PCD刀具为例,详细介绍了PCD成型刀具的开发与应用,最后对PCD刀具的正确使用提了几点建议。     

原位自生钛基复合材料最佳铣削温度区间的研究

为实现钛基复合材料的高效、低损伤铣削加工及降低该材料的铣削加工成本,对其最佳铣削温度区间进行研究。采用聚晶金刚石(PCD)刀具,研究切削温度对铣削该复合材料时的刀具寿命、刀具磨损和加工表面质量的影响规律。试验结果表明:PCD刀具的最佳铣削温度区间为500℃-600℃,考虑切削过程中刀具磨损对切削温度的影响,PCD刀具铣削钛基复合材料时的最佳初始切削温度区间为420℃-480℃;PCD刀具在最佳铣削温度区间切削时,刀具崩刃和磨粒磨损显著减轻,且适当提高切削速度并减小进给量可进一步延长刀具寿命;在高于最佳铣削温度下切削时,刀具扩散磨损剧烈,且加工表面变质层深度显著增大。研究得出以下结论:PCD刀具高速铣削钛基复合材料时存在最佳铣削温度区间和最佳初始切削温度区间,在最佳铣削温度下切削有利于增强相被刀具原位压入基体或随基体一起协同变形发生转动,从而明显减少加工表面的划痕、微坑洞、撕裂等缺陷。     

促进复合材料钻孔加工的发展

在加工航天航空行业内的零配件时,多晶金刚石（PCD）刀具要比传统的碳化钨硬质合金刀具有更高的加工效率。一些领先的刀具制造商正在开发并生产PCD钎焊钻头产品。这些刀具产品的切削刃采用PCD材料,钻体部分为整体硬质合金材料。硬质合金钻体有很好的刚性和尺寸精度,确保钻孔的加工质量,同时具有内部螺旋冷却通道,     

PCD刀具使用中的问题及解决方法

随着铝合金材料在汽车发动机和变速箱上的广泛使用,PCD刀具(尤其是非标PCD刀具)在汽车发动机和变速箱加工中的应用也越来越多(如图2所示加工图1发动机缸盖的PCD刀具).     

先进激光制造技术研究新进展

介绍了激光板与管无模成形、激光表面强化处理、激光微细加工和激光直接沉积成形等四种激光制造前沿研究技术。阐述了基本作用原理、影响建模分析的因素和测试验证的方法。指出了各自的关键技术及研究焦点。介绍了国内外的相关研究进展。指出了在小批量多品种难加工材料成形与快速承载构件成形、复杂形面构件表面强化处理和微细构件高效加工方面的潜在用途。     

激光材料加工技术的工业应用

主要介绍激光切割、激光焊接、激光打标、激光打孔和激光表面处理等激光材料加工技术在工业中应用的新进展，并介绍近年发展起来的激光材料加工新技术和新工艺及其在工业中的应用。同时展望激光材料加工技术工业应用的发展趋势。     

PCD刀具刃磨质量对活塞加工表面粗糙度的影响

PCD材料具有高硬度、高耐磨性以及刀具刃磨成本较高等特点。本文针对铝活塞的精加工,系统研究了PCD刀具的刃磨质量对已加工表面粗糙度的影响规律。合理选择PCD刀具的刃磨质量,既能满足加工要求,又能降低刀具刃磨成本,使PCD刀具在加工硅铝合金领域得到了更广泛的应用。