微径铣刀及微细铣削技术的研究进展

介绍了微径铣刀在制造工艺、刀具性能、刀具材料和涂层技术方面的研究进展;讨论了微细铣削技术在表面粗糙度及毛刺、切削力、刀具磨损及寿命等切削机理以及对微小零件加工能力的研究成果和发展前景。     

整体式螺旋微径刀具的应用研究进展

微细铣削是可以实现复杂3D零件加工的制造技术,整体式螺旋微径铣刀是微细切削中最活跃的因素。以直径0.5mm以下的整体式螺旋微径铣刀为研究对象,介绍其基体材料、涂层材料及其应用,并且分析其结构参数对铣削过程的影响。     

基于微细铣削的微径铣刀振动特性分析

在微细铣削超硬铝合金过程中,由于工艺系统刚度较小,机床与微径铣刀的振动不仅会造成切削加工过程中铣刀与工件之间的相对位移,甚至会破坏微径铣刀刀体,影响工件表面质量。通过微径铣刀模态分析得到微径铣刀的振型及固有频率,从而判断铣刀是否与机床发生共振。同时通过谐响应分析获得频谱图中最大振幅对应的频率,从而选择最优的模态振型。研究结果表明：微径铣刀不会与机床发生共振;在考虑X方向的切削稳定性时应该避免激励频率在一阶固有频率附近;在考虑Y方向的切削稳定性时应该避免激励频率在二阶固有频率附近;通过对比有效质量的方法,验证了有限元分析的准确性。     

微细铣削加工刀具磨损数值模拟的研究

采用商业有限元DEFORM-3D软件,建立了三维微细铣削加工模型,利用该模型动态模拟了硬质合金微径铣刀铣削加工2A12工件时刀具的磨损变化形态。结果表明,与常规刀具磨损形态不同,微径铣刀的磨损主要发生在刀尖处,后刀面磨损形态为近似三角形。针对这一特点,提出利用后刀面刀尖处的最大磨损高度hmax判断微径铣刀磨损量的方法,研究铣削方式对刀具磨损量影响的变化规律。仿真结果可用于预测刀具磨损变化规律,为微细铣削加工参数的优化、微径铣刀的合理选用、设计及进一步有效控制刀具磨损提供研究手段。     

高速切削刀具的发展

高温材料的逐渐普遍应用,推动相应刀具材料和刀具几何形状的较大发展。与此相似的是,高速主轴和大进给率的发展趋势也促进了小直径专用端铣刀的发展。钻头的发展趋势是提高深径比。同时镗刀和螺纹刀具也在发展中。     

基于铣削力的微径球头铣刀切削机理分析

微小结构常采用介观尺度下微细铣削加工,而介观尺度切削机理有别于常规金属切削机理.本文使用微径二刃球头铣刀对310S不锈钢进行微细铣削加工,利用测力仪采集切削过程中的切削力数据信息.通过对切削力信息进行分析,研究微径球头铣刀进行微细铣削的机理.结果表明:微径球头铣刀进行微细铣削会产生刀具偏心、单齿切削和最小切削厚度现象....     

插铣工艺刀具失效机理分析

为研究插铣过程中刀具的失效机理,建立了插铣刀具三维有限元仿真模型。以铝合金和钛合金为对象,对插铣过程中刀具的受力、温度和应力情况进行仿真和对比,分析刀具的失效机理,预测刀具的失效形式和失效区域,开展插铣试验验证刀具底刃是失效的高发区域,发现插铣铝合金刀具产生轻微涂层剥落、插铣钛合金底刃崩刃较多和局部区域被磨平等现象。针对不同工件材料的插铣加工,在刀具材料、几何参数、涂层选择以及冷却润滑等方面提出相应的建议措施,以降低刀具磨损和提高刀具耐用度。     

轴向振动钻削中麻花钻的失效形式分析

基于硬铝和不锈钢的振动钻削试验,对振动钻削中的麻花钻的失效形式及其产生原因进行了研究,并与普通钻削中的失效形态进行了对比分析.研究结果表明:与普通钻削相比,在合理的振动参数下,振动钻削时麻花钻的前后刀面磨损现象明显减弱,且更均匀化,横刃和外缘点磨损很少发生;钻头出现折断、主刃的崩刃和剥落等破损的几率也大大减小,但是若振幅过大,易出现横刃处的崩刃现象.＃     

剪切机刀具失效分析研究

剪切机是核燃料处理工程的关键设备,其剪切刀具用于剪切复合材料组件,剪切刀具的工况直接影响整个剪切工作的效率。由于实际生产过程中刀具的磨损非常严重,导致刀具过早失效。通过分析在实际生产过程中刀具出现的主要失效形式——磨损,从而为提高刀具使用寿命提供一定的理论依据。     

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。     

微型数控钻削刀具折断的自动检测

介绍微型数控钻削PCB时刀具的折损,研制一种拾光型光纤传感器,自动检测刀具的折断,以提高PCB加工质量、生产效率及降低成本。     

Micro cutting of tungsten carbides with sem direct observation method

This paper describes the micro cutting of wear resistant tungsten carbides using PCD (Poly-Crystalline Diamond) cutting tools in performance with SEM (Scanning Electron Microscope) direct observation method. Turning experiments were also carried out on this alloy (V50) using a PCD cutting tool. One of the purposes of this study is to describe clearly the cutting mechanism of tungsten carbides and the behavior of WC particles in the deformation zone in orthogonal micro cutting. Other purposes are to achieve a systematic understanding of machining characteristics and the effects of machining parameters on cutting force, machined surface and tool wear rates by the outer turning of this alloy carried out using the PCD cutting tool during these various cutting conditions. A summary of the results are as follows : (1) From the SEM direct observation in cutting the tungsten carbide, WC particles are broken and come into contact with the tool edge directly. This causes tool wear in which portions scrape the tool in a strong manner. (2) There are two chip formation types. One is where the shear angle is comparatively small and the crack of the shear plane becomes wide. The other is a type where the shear angle is above 45 degrees and the crack of the shear plane does not widen. These differences are caused by the stress condition which gives rise to the friction at the shear plane. (3) The thrust cutting forces tend to increase more rapidly than the principal forces, as the depth of cut and the cutting speed are increased preferably in the orthogonal micro cutting. (4) The tool wear on the flank face was larger than that on the rake face in the orthogonal micro cutting. (5) Three components of cutting force in the conventional turning experiments were different in balance from ordinary cutting such as the cutting of steel or cast iron. Those expressed a large value of thrust force, principal force, and feed force. (6) From the viewpoint of high efficient cutting found within this research, a proper cutting speed was 15 m/min and a proper feed rate was 0.1 mm/rev. In this case, it was found that the tool life of a PCD tool was limited to a distance of approximately 230 m. (7) When the depth of cut was 0.1 mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. The feed force tended to decrease, as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (8) The main tool wear of a PCD tool in this research was due to the flank wear within the maximum value of V_max being about 260 μ.     

Application of the Discrete Wavelet Transform to the Monitoring of Tool Failure in End Milling Using the Spindle Motor Current

The paper presents an application of the discrete wavelet transform to the monitoring of tool failure in end milling operations using the spindle motor current. The discrete wave-let transform performs a multilevel signal decomposition to extract the tool failure feature from the spindle motor current. Experimental results have shown that tool failure in end milling operations can be clearly detected even under varying cutting conditions.     

金属切削刀具后刀面的切削热研究

在以往的金属切削热研究中,认为刀具后刀面处产生的切削热很小而被忽略。文章应用平面热源法,建立了刀具后刀面与工件摩擦面的切削热模型,推导了该摩擦面的切削热分配和切削温度理论计算公式,对影响后刀面切削热的主要因素进行了分析。研究结果表明,当刀具后刀面磨损带宽度达到一定程度时,则刀具后刀面处产生的切削热不能忽略。     

微热管内壁微结构电化学加工机床控制系统

内表面具有大量非连续强化传热微结构的微热管,因传热性能突出而成为新型微电子器件散热的关键零件。针对微热管内表面非连续微结构加工中的技术难题,提出基于变截面多线螺旋电极的微细电解加工新方法,并自主研制了一台利用Lab VIEW进行运动控制的微细电解加工机床。介绍了机床的结构、原理、控制系统硬件设计和软件设计。该微细电解加工机床可实现套筒类金属零件的内表面微结构低成本、高效率、高表面质量的电解加工成型。     

影响车铣复合机床加工精度的因素分析

影响复合机床加工精度的因素很多，其中主轴系统的精度、机床的动态特性以及刀架的位置精度是影响机床加工精度的主要因素。现对这几个影响因素进行分析，并提出了相应的解决方法。     

在螺旋锥齿轮数控铣齿机上刀倾半展成法的实现与改进

刀倾半展成法是加工螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的有效方法，螺旋锥齿轮和准双面龄轮数控铣齿机是一种新机床，将齿轮加工所需全部运用用六座标数控来实现，本文研究了如何在这种高科技机床上再现并改进传统加工方法。