PCD刀具高速干式切削铜合金的磨损研究

使用PCD刀具对锡青铜合金材料进行高速干式切削试验,分别采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）对刀具的磨损形貌进行观察和磨损区域化学成分进行分析,并以此研究了PCD刀具的磨损机理。结果表明:在高速干式切削条件下,PCD刀具主要表现为前刀面的片状剥落和后刀面的轻微破损;同时还伴随着机械应力和热应力冲击下的脆性破损,出现崩刃、切削刃整体断裂以及前后刀面的大面积剥落。刀具磨损的主要原因是高温作用下的氧化磨损和扩散磨损。      

SiCp/Al复合材料高速切削去除机理及表面质量研究

目的 探究高速加工下SiC_p/2024Al复合材料切屑形成机理及加工表面质量情况,为改善该材料加工性能提供理论依据。方法 设计高速正交铣削实验,对SiC_p/2024Al复合材料进行不同切削速度下的高速加工,并通过对切屑形态、切削力、切削能耗、加工表面形貌及加工硬化情况进行分析,探明高速加工下材料去除机理及加工表面质量变化。结果 在较低速度下复合材料的切屑形成过程为第一变形区的剪切变形和SiC颗粒破碎,切屑形态为锯齿状;切削速度在300～800 m/min时,随着速度的提高复合材料切屑连续性下降,切削速度在1 000 m/min时,复合材料韧脆性能发生转变,切屑呈现崩碎状;切削力在切削速度300～1 000 m/min时,随速度提高明显减小,主切削力由300 m/min时的320 N左右下降至1 000 m/min时的180 N左右,切削能耗显著降低;失效的SiC颗粒破坏加工表面质量,而高速加工对表面质量有一定改善,切削速度由300 m/min提高到1 000 m/min时,表面粗糙度由0.68μm下降至0.47μm,加工硬化深度也随切削速度提...     

超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料的加工机理及试验

切削加工过程中材料损伤形式对加工表面质量会产生较大影响,现有仿真分析难以模拟真实颗粒失效行为,通过建立二维微观多相有限元模型能够深入了解材料损伤与表面质量的关系。基于常规切削（Conventional cutting,CC）与超声振动辅助切削（Ultrasonic vibration-assisted cutting,UVAC）两种加工方式,通过有限元仿真软件 Abaqus 对 20%SiCp / Al 复合材料的切削过程进行仿真模拟,阐释加工过程中刀具与工件的相互作用机理,并在同一参数下验证有限元仿真的准确性。通过设计单因素试验,对比两种加工方式及不同加工参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,得出最佳加工参数组合,并对最佳加工参数下表面形貌进行分析。模拟和试验结果表明,SiC 颗粒断裂、颗粒耕犁、颗粒拔出以及 Al 基体撕裂是影响 SiCp / Al 复合材料加工质量的主要原因,刀具与颗粒不同的相对作用位置会产生不同的损伤形式。与常规切削相比,施加超声振动后可以有效抑制颗粒失效和基体损伤,使加工中的平均切削力（主切削力）降低 33%,工件已加工表面粗糙度值最大减小量为 531 nm,显著提高了表面质量。所建立的二维微观多相有限元模型,能够有效模拟铝基复合材料的加工缺陷和裂纹损伤问题, 对提高难加工材料的高质量表面制备有重要借鉴意义。     

用于切削金属基复合材料的聚晶金刚石刀具的磨损

聚晶金刚石(PCD)被用于耐磨材料如Al／Si合金和复合材料的机械加工已有好多年了。本文报道用PCD刀具对用SiC颗粒／Al2O3纤维增强的Al合金高耐磨复合材料进行机械加工情况。结果表明，PCD刀具性能不仅在抗磨损方面，而且在加工表面质量方面都超过硬质合金。对刀具磨损痕迹的形貌观察指出，磨损过程包括粘性磨损和金刚石内部形成的缺陷导致最终的类似于疲劳过程的微观和宏观断裂的磨损过程。     

PCD刀具切削天然大理石的磨损特性研究

通过PCD刀具切削天然大理石的试验研究,分析了在不同加工参数条件下对PCD刀具切削性能的影响以及刀具的磨损机理。试验结果表明:PCD刀具在加工过程中的磨损机理主要表现为磨粒的磨损、剥落,聚晶层的破损与结合剂破坏等;刀具主轴转速为12 000 r/min、进给速度为1 000 mm/min、切削深度为0.5 mm时,刀具的磨损量最小;且磨损量随刀具主轴转速的增加而降低,随刀具的进给速度和切削深度的增加而增加。     

铣削大理石切削参数对PCD刀具磨损的影响

目的探索PCD刀具磨损机理,以延长刀具使用寿命。方法设计正交试验,研究不同加工参数切削大理石对刀具磨损的影响情况。分析主轴转速、进给速度与切削深度对PCD刀具磨损量的影响规律,以优化切削参数来减小刀具磨损量。根据经验公式,建立单位时间刀具磨损量和固定行程磨损量模型。通过对试验过程刀具振动情况记录,结合刀具实际磨损情况,给出了刀具磨损等级。结果主轴转速的提高可以减少刀具磨损量,进给速度的增大会加剧刀具磨损,而切削深度小于1 mm时,其对刀具磨损量的影响很小,但切削深度大于1 mm时,继续增大切削深度会使刀具快速磨损。利用预测模型能够很好地对刀具磨损情况进行预判,根据磨损等级,得出刀具与机床发生共振时磨损最为严重,在刀具表面产生了明显的犁沟、磨损以及金刚石颗粒脱落。结论在实际加工中,通过提高主轴转速、降低进给速度以及减小切削深度有助于增强刀具的耐用度,避开共振切削参数可以有效降低刀具磨损,主轴转速、进给速度、切削深度分别为12000r/min、500 mm/min、0.5 mm时的切削效果较佳,有最小的刀具磨损量。     

基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

目的 研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法 以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同Si C颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果 SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置：当刀尖作用在Si C颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在Si C颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在Si C颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论 利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。Si C颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。     

PCD刀具车削钛基复合材料的刀具磨损研究

采用PCD刀具在不同切削速度下对增强相钛基复合材料进行切削,研究高速切削时的刀具磨损情况。结果表明:增强相体积分数对PCD刀具耐用度有显著影响,体积分数越高,刀具磨损越严重,刀具耐用度越低;增强相种类对刀具的耐用度也有明显影响,增强相TiB_w对刀具耐用度的影响要大于增强相TiC_p的。PCD刀具在切削不同钛基复合材料时的刀具磨损形态相似,主要为前刀面和后刀面的磨损,且伴有崩刃及微裂纹现象发生;其主要磨损机理是磨粒磨损以及黏结磨损,且增强相的体积分数越高,刀具黏结磨损越显著。      

金刚石刀具及切削有机复合材料磨损状况的研究

本文主要介绍了天然单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)及金刚石膜(CVD)的特性,分别进行了几种PCD、CVD切削有机复合材料的试验,重点分析了其刀具的耐磨性。     

多切削刃刀具磨损特性分析及改善措施研究

为了研究刀具多刃参与切削加工过程中两相邻直线切削刃的过渡圆弧处磨损过于严重的原因,从而提出减少圆弧刃的磨损程度的改善措施.利用有限元软件Deform-3D,以滚刀三维模型为例,通过合理简化有限元模型,分析了多切削刃切削过程中切屑的流动状态及压强和热力场.仿真结果表明:造成多切削刃刀具圆弧刃磨损严重的最主要原因是该处散热差,热积累严重；增加圆弧刃半径和给刀具添加特定涂层可以改善该处散热,减小圆弧刃磨损.该研究结果对多切削刃刀具的设计和制造有一定指导意义.     

刀具磨损对PCBN刀具切削过程的影响

本文研究了ＰＣＢＮ刀具切削淬硬高速钢的刀具磨损形态、耐磨性能、考察了ＰＣＢＮ刀具的“自锐”行为及其对刀具切削机理和加工表面粗糙度的影响，并分析了ＰＣＢＮ刀具的破损问题，ＰＣＢＮ刀具在较低的速度下切削淬硬高速钢时有副切屑形成，本文认为副切屑的形成和消失与积屑瘤无关而与切屑温度有关。     

SiCp/Al复合材料化学镀镍耐蚀性研究

利用交流阻抗技术和极化曲线,研究了SiCp/Al复合材料基体上高磷(w(P)=10.698%)和中磷(w(P)=6.056%)两种化学镀镍层在w(NaCl)=3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过扫描电子显微镜观察了镀层的腐蚀形貌。结果表明,在w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,高磷镀层自腐蚀电位为-0.641 V,电荷转移电阻为12.49Ω;中磷镀层自腐蚀电位为-0.879 V,电荷转移电阻为8.11Ω;高磷镀层的耐蚀性优于中磷镀层;两种镀层发生了不同程度的孔蚀。结合正交试验结果及有关文献,确定了SiCp/Al复合材料高磷化学镀镍工艺,并提出了改善镀层耐蚀性的几种途径。     

超声波振动切削刀具磨损的研究

以单因素试验及考虑交互作用的三因素三水平正交试验为基础，对ＹＧ６Ｘ，ＹＷ１，ＹＴ１５刀具超声振动车削１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢工件后刀面磨损的影响因素进行研究与分析。     

SiCp/Al复合材料热膨胀系数的研究

研究了预热处理、颗粒尺寸、体积分数及基体种类对ＳｉＣｐ／Ａｌ系画材料在２５～１５０℃之间热膨胀系数（ＣＴＥ）的影响。发现退火态的ＣＴＥ较高，而Ｔ６态和预循环态的ＣＴＥ较低。较高的颗粒体积分类、较小的颗粒尺寸以及较硬的对降低复合材料的ＣＴＥ有利。研究还表明，在温度反复循环时热膨胀系数会发生变化，在最初几个循环中，升温段的热膨胀系数逐渐减小，而降温段的热系数却增大，即加热和冷却过程中的变化不可逆，说明     

SiCp/Al复合材料脉冲激光焊接研究

研究了SiCp/Al复合材料的脉冲激光焊接。重点讨论了激光光强，脉冲作用时间及激光束聚焦位置等参数对焊缝熔深和宽度的影响；讨论了其界面反应对焊接接头力学性能的影响。研究结果表明，SiCp/Al复合材料的激光焊接区存在着3个组织性能明显不同的区域。     

铝合金高速切削刀具磨损研究进展

由于铝合金高速切削过程中切削温度高,导致刀具严重磨损,降低了刀具寿命和零件加工精度,因此准确预测刀具磨损和分析刀具磨损规律至关重要。分别从刀具寿命模型和刀具磨损速率模型概述刀具磨损理论模型研究进展,基于切削用量、刀具性质和冷却方式分析刀具磨损规律。从已有研究来看,在铝合金高速切削过程中刀具磨损随切削速度和进给量增大而增大,切削深度无明显规律;常见刀具磨损有黏结磨损、磨粒磨损和扩散磨损,其中黏结磨损为主要刀具磨损机制。     

超声波振动切削刀具磨损的研究

以单因素试验及考虑交互作用的三因素三水平正交试验为基础，对YG6X、YW1、YT15刀具超声振动车削1Cr18Ni9Ti不锈钢工件后刀面磨损的影响因素进行研究与分析。     

金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损机理研究

利用真空烧结工艺制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片。进行铸铁的单因素切削试验,并利用SEM、EPMA对金属陶瓷刀具的磨损失效机理进行了详细的研究。结果表明:纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片只适宜小切削用量下铸铁的切削加工,切削铸铁时主要以磨损的形式失效,其主要的磨损失效机理是冲击磨损和崩碎切屑的研磨。