硬质合金刀具切削各向同性热解石墨磨损机理

针对各向同性热解石墨切削过程中刀具磨损过快的问题,采用硬质合金刀具进行了切削加工试验,研究了切削过程中硬质合金刀具的磨损形式、磨损过程以及刀具磨损对表面加工质量的影响。通过对试验结果的研究分析表明:硬质合金刀具磨损形式为后刀面磨损以及切削刃崩刃破损,刀具磨损机理为磨粒磨损。刀具的有效切削距离仅为250m左右,已加工表面分布着形状和深度大小不一的凹坑,表面加工质量差,硬质合金刀具作为各向同性热解石墨的切削刀具具有一定的局限性。     

聚晶金刚石刀具切削各向同性热解石墨过程中的磨损机理

针对各向同性热解石墨切削过程中刀具磨损过快的问题,采用聚晶金刚石（PCD）刀具进行了切削加工试验。研究了切削过程中PCD刀具的磨损形式、磨损规律以及刀具磨损对表面加工质量的影响。试验结果表明：PCD刀具磨损主要发生在后刀面上,磨损形式为磨粒磨损和氧化磨损。磨损区域可以分为平行沟槽和严重磨损两种形貌。初始磨损阶段,磨损带长度急剧增大,并在切削1200m后进入正常磨损阶段。切削过程中还出现了石墨切屑在磨损区域的黏附堆积和刀具崩刃现象。切削初期,随着切削距离的增大,加工表面粗糙度值急剧增大,切削距离为600m时表面粗糙度达到最大值1.7μm。     

各向同性热解石墨超精密车削加工机理研究

通过各向同性热解石墨的纳米印压试验结果分析,并结合基于晶体结构和压头形状的应变梯度理论研究,计算出各向同性热解石墨材料发生脆塑性转变的临界切削厚度,其临界切削厚度在(335.63～1343.15)nm之间,在此范围内各向同性热解石墨材料发生了脆塑性转变,主要以塑性方式去除为主.根据脆性材料超精密切削中的脆塑性转变机理,建立了各向同性热解石墨超精密车削加工模型,并通过超精密车削试验对研究结果进行验证,表明了所建立超精密切削模型的准确性.     

切削参数对各向同性热解石墨切削力的影响

为了研究切削参数对各向同性热解石墨车削过程中切削力的影响,采用单因素试验法及聚晶金刚石刀具进行了切削试验。试验结果表明,切削速度、进给量及切削深度均可显著影响各向同性热解石墨的切削力,且切削深度以及进给量对切削力的影响较为突出。以最小切削力为优化目标,对切削参数进行了优化选择。在选取最佳组合参数的基础上,对材料进行了切削试验,并得到了表面粗糙度Ra值为0.04μm的加工表面。     

各向同性热解石墨的纳米压痕试验与有限元仿真研究

通过对各向同性热解石墨进行了纳米压痕试验,得到了其材料的载荷-位移曲线.并根据Olive和Pharr理论算出了其硬度与弹性模量值,得到了主要的材料性能.在纳米压痕试验的基础上,通过有限元单元法建立了纳米压痕试验的数值模型,通过比较有限元所拟合的载荷一位移曲线和实际纳米压痕试验所得到的曲线,进行相应的修正,最后得到了该材料的塑性性能,也证明了有限元仿真的可行性.     

车削加工陶瓷材料时刀具磨损表面形态的研究

分别使用硬质合金刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具对氟金云母陶瓷及二硅酸锂玻璃陶瓷材料进行车削试验。利用显微镜观察刀具磨损形貌,通过能谱分析研究了刀具的磨损机理。试验结果表明,刀具磨损部位主要集中在刀尖和后刀面,刀具磨损形式主要为磨料磨损和粘结磨损。用硬质合金刀具车削氟金云母陶瓷时,切削深度越小,磨料磨损越严重。     

PCD和硬质合金刀具车削钛基复合材料时刀具磨损特征研究

以原位生成晶须和颗粒混合增强钛基复合材料为车削对象,在切削速度为60~120m/min的条件下,对聚晶金刚石（PCD）和硬质合金刀具开展了车削性能试验研究。研究表明,PCD刀具的切削力为硬质合金刀具的77%～88%,其切削温度为硬质合金刀具的65%～82%。无论是高速切削,还是低速切削,PCD刀具都经历初期剧烈磨损而后稳定磨损的过程,而硬质合金刀具仅有急剧磨损的过程。刀具磨损特征方面,PCD刀具主要发生磨粒磨损和黏结磨损,硬质合金刀具主要发生月牙洼磨损、黏结磨损和扩散磨损。     

基于标准销—盘试验的石墨/硬质合金副滑动摩擦磨损特性研究

通过标准销—盘摩擦磨损试验对石墨与硬质合金副的滑动摩擦磨损特性进行深入研究。结果表明,硬质合金销表面有石墨转移膜形成,并发生了轻微的"抛光"磨粒磨损;提高法向载荷和滑动速度可增加石墨转移膜形成,从而降低摩擦因数;与石墨高速铣削试验的刀具磨损结果进行对比发现,标准销—盘摩擦磨损试验未能复制硬质合金刀具的严重磨损现象,说明该摩擦试验方法对于石墨切削摩擦行为的研究具有一定的局限性,需要进一步改进。     

PCD和PCBN刀具的刃磨加工

一次性完成所有加工需求增加 一次装卡完成PCD和PCBN刀具的所有加工这个过程包括粗加工和精磨加工。粗加工一般使用EDM机床蚀除定量的材料;精磨则修复被EDM加工损伤的刀具最外面一层的表面结构。加工过程中的在线测量系统保证了刀具在磨削过程中能够以受控的方式获得最终尺寸。所有的这些操作都在同一次装卡中完成。这样能够节省时间,并保证加工精度。     

PCD刀具高速车削和铣削钛基复合材料的切削温度研究

使用聚晶金刚石刀具,在切削速度为15-150m/min范围内对体分比为0-10%的颗粒增强及颗粒/晶须混合增强钛基复合材料进行车削和铣削试验。分别采用自然热电偶和半自然夹丝热电偶法对车削和铣削时的切削热电势进行了测量,并用比较法快速标定系统对热电势进行了标定。结果表明:PCD刀具切削钛基复合材料时,切削温度随切削速度的增加而显著增加,切削速度从15m/min增大到150m/min时,切削温度从260℃增加到590℃。研究发现,刀具磨损对切削温度存在显著影响,磨损刀具(VB=0.1mm)比新刀的切削温度普遍高60-90℃。切削体分比为5%钛基复合材料时的温度高于其基体材料(钛合金TC4)的切削温度,但随增强相含量的进一步增大,切削温度反而略有降低(降低5%)。由于PCD刀具在较高速度下切削钛基复合材料时切削温度接近或超过PCD刀具在空气中的使用温度,切削过程中刀具会发生明显的化学磨损,从而在前刀面形成显著的月牙洼磨损形态。     

PCD的磨削特点与PCD刀具的刃磨技术

介绍了PCD切削刀具的制造工艺,分析了PCD材料的磨削加工特点及PCD刀具刃磨对工装的要求,重点阐述了PCD切削刀具的刃磨工艺及其要点。     

PCD刀具真空钎焊工艺研究

钎焊是刀具制作过程中的重要环节,焊接质量直接影响刀具连接强度。通过在真空环境中加热,以YG8硬质合金和PCD复合片为焊接母材进行钎焊试验。对比3种钎料在不同焊接温度和保温时间下钎料润湿性和焊接强度的变化,确定3种钎料的最佳焊接参数及适用范围,并分析了阻流剂的使用对钎料阻流的效果,试验表明,使用阻流剂能有效控制钎料溢流至非焊接面。     

PCD成型刀具单向走丝线切割加工工艺

从PCD刀具材料、主要放电参数选择、切割工艺及放电铜丝等方面研究影响单向走丝线切割PCD刀具的相关因素,从而选择合适的刀具刃口光洁度、轮廓精度、加工效率和圆跳动量。     

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。     

PCD刀具切削岩石的合理切削速度

本文通过ＰＣＤ刀具切削加工岩石的试验，考察了切削速度对切削温度、刀具寿命和切削力的影响，总结出岩石切削中的合理切削速度范围；另外，通过对岩石曲形表面加工采用磨削－抛光和切削－抛光两种工艺加工效率的比较，证明以切削代替磨削加工岩石具有重要的实际意义。     

PCD刀具超精切削表面质量的研究

用人造聚晶金刚石 (PCD)和天然单晶金刚石 (SPD)刀具对无氧铜材料进行了切削试验 ,对加工表面质量进行了检测和分析。结果表明 :两种刀具在超精切削中获得的加工表面质量具有相似性 ,因此PCD刀具在一定程度上可替代SPD刀具进行超精切削加工。