PCD和SCD刀具车削各向同性热解石墨时的性能对比

采用聚晶金刚石(PCD)刀具和单晶金刚石(SCD)刀具进行了各向同性热解石墨切削加工试验,对刀具磨损过程、磨损机理和表面加工质量进行了对比研究。通过对试验结果的研究分析表明:两种刀具的磨损主要发生在后刀面,且切削刃都出现了微崩刃。PCD刀具后刀面上形成了平行沟槽和严重磨损两种磨损形貌,SCD刀具后刀面上形成了平行沟槽和微细网状两种磨损形貌。PCD刀具的磨损机理主要磨粒磨损,SCD刀具的磨损机理则主要是解理磨损和磨粒磨损,切削过程中持续波动的切削力是造成两种刀具微崩刃的主要原因。虽然两种刀具的加工表面都存在不同程度的凹坑,但与PCD刀具相比,SCD刀具具有较好且稳定的加工性能。     

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。     

可加工氟金云母陶瓷车削中刀具磨损实验研究

通过氟金云母可加工陶瓷车削实验,研究了硬质合金刀具磨损。分析了主轴转速、进给量和切削深度对刀具磨损率的影响。结果表明,主轴转速n=500r/min是刀具磨损率的极小值点,进给速度f=0.07~0.12mm/r是陶瓷加工较好的进给范围,切削深度a_p=0.12mm是陶瓷加工时合适的切削深度;刀具磨损主要发生在刀尖和主后刀面上。车削可加工陶瓷时,在保证加工精度和效率的前提下,选择适当的切削参数,可降低刀具磨损率,延长刀具使用寿命。     

固体膜润滑剂可延长刀具寿命

美国每年在金属切削加工中要花费500～600亿美元。因此,必须通过提高切削速度、延长刀具寿命等手段来降低金属切削加工的成本,这就必须减小刀具与工件之间的摩擦,从而可降低刀刃处的温度、减小变形和磨损。固体膜润滑剂涂层可明显减小刀具的摩擦和磨损,因此可延长刀具的寿命。金属切削过程中主要产生两种能量。这两种能量是在剪切面和刀具面产生的,如图所示。从机械热当量的观点来看,摩擦过程中产生的所有能量都不可逆地转化为热能。如果在金属切削中减小摩擦系数,则在刀具面上的摩擦功和剪切面上的剪切功都减小了。摩擦减小后,可使总能量、切削力和温升都减小,从而可延长刀具的寿命。利用下列几种方法可减小摩擦系数:(1)提高刀具切削刃的光洁度和锐度;(2)采用摩擦功较低的工件材     

合理选用配制金属切削液

磨损在金属切削加工中,对切削工具造成的损耗是惊人的。据统计,美国一年消耗的金属切削加工用的刀具,其费用达400亿美元,英国仅消耗硬质合金刀具的价值,一年就达五千万英镑。无疑,在金属切削加工中,运用摩擦学的知识,正确使用润滑冷却技术,不仅可提高加工精度和改善加工质量,而且能节约刀     

二维切削刀具温度场的测量

一、前言切削热是切削过程中的重要物理现象。切削温度能改变刀具前刀面上的摩擦系数,改变工件材料的性能,影响已加工表面质量的提高。切削时的温度场对刀具的磨损部位有很大的影响。由于切削过程的复杂性,理论解析法求     

中碳钢车削过程中切削用量对热电效应的影响

在金属切削过程中,刀具与工件材料间会产生热电效应。本文采用YT15硬质合金刀具开展中碳钢的切削试验,旨在分析加工过程中各切削参数对热电参数的影响,以及刀具加工时间、磨损状况和热电参数值间的关系。据此,可根据热电参数值的变化规律来预测刀具磨损,以便在加工过程中适时换刀,提高工件加工质量。     

硬质合金刀具正交切削钛合金试验的研究

刀具与切屑之间的摩擦磨损是影响刀具磨损的主要原因,在刀具表面上制备出微织构可以有效的提高刀具耐摩擦磨损性能,延长刀具寿命。利用激光加工技术,在硬质合金刀具的前刀面上制备出直径为35μm、30μm、25μm、20μm的微坑阵列,通过正交切削试验观察切削过程中切屑与刀具之间的相互作用,对比微坑织构对刀具的黏刀量、切屑形态和刀具前刀面的磨损量的影响。研究结果表面,微坑织构可以减少刀具的黏刀量,减少冷焊,增加刀具的耐摩擦磨损性能;存储少量的切屑和硬质合金颗粒,减少刀具表面划伤,增加刀具寿命;增大切屑的卷曲率,有利断屑防止切屑堆积。     

滚刀磨钝标准和修磨

一、磨钝标准在硬滚齿加工中,由于切削是从齿面上切除一层很薄的金属材料,滚刀两侧刃仅有很小的崩刃。为了保证切削质量和延长刀具的使用寿命,当侧刃磨损至0.15～0.20mm时,就需要重磨刀具,如超出此值,滚刀就有可能加剧磨损。为了使滚刀磨损均匀,充分发挥全部刀齿的作用,在完成一定切削米数(10～20m)后,就要沿着滚刀轴向窜一次刀,每次窜刀量为2.5～3mm,经最后一次窜刀完成切削后,观察其侧刃在全长上布满切削后的白刃。在放大镜下,可见微小的崩刃布满每个刀齿的侧刃上,这就是要重磨的标志。     

用于难加工材料高效切削异面涂层刀具的研制

针对切削难加工材料时刀具前后刀面磨损机理不同、刀具寿命较短的问题,提出了在刀具前后刀面分别制备不同性能涂层的新方法,并对制备的异面涂层刀具进行了切削性能试验。首先对切削难加工材料时刀具磨损机理进行了研究,结果表明,刀具前刀面易于发生粘结磨损,后刀面易于发生磨粒磨损;然后,通过多弧离子镀方法,在前刀面制备了抗粘结能力强的Al Cr N多元涂层,在后刀面上制备了抗磨粒磨损能力强的Ti CN涂层。最后,对制备好的刀具进行了切削性能测试,结果表明,异面涂层能显著提高刀具的综合力学性能。     

超声切削碳纤维的动压作用机理分析与试验研究

以金属切削原理和超声振动加工的冲击特性为基础,根据流体动压理论和摩擦学原理,建立刀具与工件间的简单几何模型。推导简单动压几何模型下前后刀面的动压方程,分析动压油膜对刀具和工件加工表面的影响。研究超声振动加工下周期性断续微观切削碳纤维复合材料的动压作用机理,阐述了刀具磨损后继续再加工危害的原因。在超声振动加工碳纤维过程中形成的动压油膜,能改善三个变形区的状态,可以减少刀具磨损,提高加工效率和表面质量。     

铁基粉末冶金材料的高速干切削试验研究

用陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具进行了铁基粉末冶金零件的干切削对比试验,研究了切削速度、切削深度以及进给速度与刀具耐用度和加工表面粗糙度的关系,分析了陶瓷刀具的磨损机理。结果表明所选用陶瓷刀具的切削性能明显优于涂层刀具和硬质合金刀具;陶瓷刀具前刀面主要磨损形式为月牙洼磨损与剥落,后刀面的主要磨损原因为磨粒磨损;认为陶瓷刀具更适合用于粉末冶金零件的切削加工。     

高速铣削摆线加工的刀具磨损研究

高速铣削加工过程中走刀方式对刀具寿命和零件加工质量有较大影响,对于精密模具用淬硬钢的高速切削方式进行刀具磨损研究具有现实意义。研究摆线走刀方式在不同循环圆半径和轨迹间距下对高速硬铣削淬硬钢时的刀具磨损影响并与行切方式进行对比。设计双因素试验并进行实际加工,建立后刀面磨损量与切削长度及材料去除量的关系曲线;并通过方差及贡献率分析,获得走刀方式和轨迹间距对切削长度、材料去除量和材料去除率的影响程度。结果表明,相同条件下摆线加工的刀具磨损程度低于行切加工,适当增大循环圆半径、减小轨迹间距可控制摆线加工的刀具磨损、增大切削长度和材料去除量。     

带月牙洼的模数齿轮滚刀

模数齿轮滚刀之所以磨损严重,其原因之一在于受挤的切削条件以及刀齿几何形状不利(没有正前角),而这是由被加工齿轮廓形的精度要求所决定的。如果在滚刀刀齿的前刀面上磨出一个深度为a、宽度为l的月牙洼(见图1),就能提高其耐用度。     

提高刀具耐用度的又一途径——绝缘切削的研究

如何减少刀具磨损是金属切削加工的基本研究课题之一。通常认为刀具磨损是由机械、热、化学及金属冶金特性等引起。但是除此之外,从研究金属切削加工中各种热电现象中发现,加工时的热电效应也是影响刀具磨损的重要因素。当然,在切削区存在的热磁效应、电磁效应以及切削时的高温表面的热电子发射等现象也会不同程度地影响刀具的磨损。     

干式、半干式和低温冷风切削加工技术

切削热是伴随金属切削过程中必然的一种物理现象,对工件质量、刀具寿命有不可忽视的影响。低速切削时,机械磨损是刀具磨损的主要原因;而高速切削时,切削高温诱导刀具的磨损,由机械磨损为主转化为扩散磨损、相变磨损和炭化磨损为主要磨损机理,并引发刀具表面的粘结磨损。切削热还使刀具和工件热膨胀,加剧后刀面摩擦与磨损,引起工件表面粗糙度上升,故超精加工工艺特别强调必须及时、有效地控制切削热在工件、刀具内的传导。控制刀具、工件温升对数控加工有十分重要的意义。 要控制金属的切削热及刀具、工件的温升,必     

切削铝基复合材料时的刀具磨损及影响因素

通过采用4种不同种类的刀具车削非连续增强的铝基复合材料（SiCw／2024、SiCp／2024）,借助扫描电子显微镜（SEM）检测刀具磨损后的磨损形貌,用工具显微镜测量刀具后刀面的最大磨损值,分析不同切削工况下的刀具磨损。实验结果表明,磨损主要发生在刀具的后刀面,磨损机理为磨料磨损。前刀面上同时存在着磨料磨损和粘结磨损,但都不严重,没有形成月牙洼。刀具的磨损程度与刀具材料、切削用量、复合材料的增强相体积分数及尺寸等因素直接相关。     

氧化锆陶瓷车削中刀具表面微织构参数对切削性能的影响

利用飞秒激光加工技术在硬质合金车刀后刀面加工出不同宽度和间距的沟槽型表面织构。通过氧化锆陶瓷材料干切削试验,研究织构化刀具磨损机理,分析织构参数对切削力和刀具磨损量的影响规律。实验结果表明：具有合理参数的后刀面织构化刀具能够明显降低切削力,减少刀具磨损。沟槽型织构通过储存切屑、稳定黏结物和对已加工表面上硬质点的二次切削作用,降低刀具后刀面的黏着磨损和磨粒磨损。织构的二次切削作用会导致切削力增大,与织构的减摩作用共同影响切削力。     

高强度钢的切削

高强度不锈钢OCr13Ni6Mo,属于难加工材料,用普通硬质合金刀具粗车铸件毛坯时,前刀面常常“粘刀”,后刀面磨损很快,经常产生崩刃、打刀现象。半精车和精车时,刀具后刀面磨损较快,刀具耐用度低,加工表面粗糙度高。在加工中,经过多次切削试验,终于掌握了它的切削加工性能,保证了加工     

不同冷却润滑条件对硬态AISIH13钢的切削性能研究

采用YW2硬质合金刀具以不同润滑冷却方式对淬硬态AISIH13钢进行切削试验,三向测力仪、表面粗糙度仪等对切削力、刀具及零件进行检测。结果表明,干切削、水基及油基切削液时的主切削力和表面粗糙度值依次减小;干切削时,前刀面上产生不规则的凹坑状,以粘结磨损为主,而后刀面上呈倾斜面状,以疲劳剥落为主;水基切削液时,存在崩刃现象,油基切削液时的刀具磨损最小。