PCD刀具切削颗粒增强铝基复合材料时刀具磨损研究

通过高颗粒含量铝基复合材料切削加工时PCD刀具的磨损试验,研究了切削该种材料时PCD刀具的磨损形态及磨损机理。刀具磨损区微观形貌的检测分析结果表明,PCD刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是磨料磨损和粘结磨损。采用超声波振动切削技术可减小刀具磨损。     

PCD刀具连续切削花岗岩的性能研究

用三种不同晶粒尺寸的自制PCD刀具,在三种切削速度下进行了花岗岩的湿式连续切削试验。对刀具前、后刀面的显微形貌特征进行了观测,分析了刀具失效机理,比较了不同晶粒尺寸及不同切削条件下刀具的切削寿命。对刀具后刀面磨损的测量结果表明,在三种切削速度下,粗颗粒PCD刀具显示出更长的刀具寿命;随着切削速度的增加,三种刀具的寿命都有所下降。SEM二次电子图像显示,PCD010和PCD005刀具的磨损机制为硬质点的机械磨损,而晶粒较粗的PCD030刀具的主要磨损机制为机械磨损,同时伴有穿晶磨损。     

高速切削Inconel 718刀具磨损形态和机理分析

利用涂层硬质合金刀具对Inconel 718进行了高速干切削试验,采用扫描电子显微镜SEM和能量分散光谱EDS扫描,对不同切削参数下刀具的损坏形态和损坏机理进行了研究。分析结果表明刀具损坏形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损、剥落和崩刃。刀具损坏机理主要是粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损和扩散磨损等。     

高速铣削SiCp/Al复合材料时聚晶金刚石刀具的磨损机理

采用聚晶金刚石刀具(PCD),以600～1200 m/min速度对SiCp/2009Al复合材料进行了高速铣削试验,研究了铣削时PCD刀具的磨损机理.使用扫描电镜(SEM)观察加工材料表面和刀具前/后刀面磨损带,X射线衍射仪分析已加工表面物相,并使用能谱(EDS)和激光拉曼谱对后刀面磨损带进行元素分析.结果表明,增强颗...     

PCBN刀具干切削淬硬轴承钢时磨损机理的研究

通过干切削淬硬GCr15轴承钢的PCBN刀具磨损试验 ,得出了后刀面刀具磨损曲线 ,结合扫描电镜对刀具的磨损形态进行了宏观和微观观察 ,研究了PCBN刀具的磨损特征及磨损机理 ,并对切屑形态与刀具磨损之间的关系进行了初步探讨     

15-5PH不锈钢粗加工刀具磨损试验研究

针对15-5PH不锈钢在粗加工过程中刀具磨损剧烈问题,进行涂层可转位刀具铣削15-5PH不锈钢试验,研究了15-5PH不锈钢铣削加工过程中的刀具磨损特性。采用超景深显微镜对刀具的前刀面和后刀面磨损形貌进行了检测,结果表明:在15-5PH不锈钢加工过程中,刀具前刀面主要磨损机理是粘结磨损和扩散磨损,刀具失效形式为片状剥落和崩刃,后刀面则为边界磨损和涂层烧灼,失效形式为崩刃。     

硬质合金刀具YT15切削铸铁MT-4的磨损研究

通过切削试验,研究了硬质合金刀具加工耐磨铸铁MT-4时刀具的磨损形态及磨损机理。对刀具磨损区微观形貌的检测分析结果表明:硬质合金刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是粘结磨损和扩散、氧化磨损。     

陶瓷刀具和PCBN刀具磨损形态的研究

对陶瓷刀具(CC650)和PCBN刀具(CB20)精车淬硬GCr15轴承钢时的刀具磨损形态及性能进行了对比试验；结合扫描电镜对刀具的磨损形态作观察；分析了刀具磨损特征及磨损机理。结果表明：刀具损坏的形态主要为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃及破损等；陶瓷刀具和PCBN刀具的前后刀面磨损形态不同于典型的磨损形态，陶瓷刀具主后刀面的磨损量要比PCBN刀具的磨损量小。但两种刀具均适合于淬硬钢的精加工工序。     

PCD刀具高速铣削GH4169合金的刀具磨损规律研究

为研究PCD刀具高速铣削GH4169合金时刀具的磨损规律,采用单因素试验法分别对不同铣削参数下后刀面磨损程度随切削路程的变化进行对比。结果显示主轴转速对高速铣削GH4169合金时刀具磨损的影响不大,采用顺铣、切削液冷却的方式,并适当降低每齿进给量有助于减小刀具磨损。使用BP神经网络对试验数据进行训练,建立了刀具磨损预测的模型,预测结果与实际结果误差在5%以内。     

TiB2基陶瓷刀具切削淬火45钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具连续切削淬火45钢时的切削性能.研究发现:刀具的主要磨损形式是前后刀面磨损,低速下的磨损机理为磨粒磨损,高速下BA30刀具的磨损机理为磨粒磨损,BT30刀具后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为氧化磨损,BA30刀具的切削性能优于BT30刀具.     

硬质合金切槽车刀性能分析

运用有限元方法对钛合金环槽车削过程进行数值模拟计算,得到硬质合金切槽车刀表面的温度,并应用Usui磨损理论计算刀具磨损速率。通过改变切削速度和进给量,获得不同工艺参数下刀具最高温度及刀具前刀面磨损速率。对环槽车削过程的热力耦合模拟结果进行分析,获得刀具切削过程中的温度及磨损速率的变化规律。结果表明,刀具温度和刀具前刀面磨损速率与工艺参数之间存在密切关系,合理选择工艺参数能有效提高硬质合金切槽车刀的性能。     

PCBN刀具切削镍基高温合金刀具磨损的试验研究

通过PCBN刀具对镍基高温合金GH4169进行了车削试验,深入研究了切削时的刀具磨损形态及磨损原因,得出如下结论:通过试验观察看出刀具的磨损形态有前刀面磨损、后刀面磨损、沟槽磨损和刀具破损。其中沟槽磨损最为显著,是刀具失效的主要原因。沟槽磨损的产生原因主要有粘结磨损、扩散磨损和塑性侧流产生的切屑毛刺划擦作用,其中粘结磨损为磨损前期的主要原因,而扩散磨损是磨损后期的主要原因。     

基于工件纹理的刀具磨损研究

应用方向测度法分析了工件表面显微纹理图像的特性,工件表面的纹理测度值随着切削加工的持续进行总体变化趋势是逐渐变小的。与实际工件表面纹理的粗糙度越来越大、方向性也逐渐变得混乱相比较,两者具有明显的一致性。实验结果表明方向测度法能够很好地反映车削加工纹理及其刀具磨损的内在关系。     

Tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass soda-lime

For the technology of diamond cutting of optical glass, the high tool wear rate is a main reason for hindering the practical application of this technology. Many researches on diamond tool wear in glass cutting rest on wear phenomenon describing simply without analyzing the genesis of wear phenomenon and interpreting the formation process of tool wear in mechanics. For in depth understanding of the tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass, experiments of diamond turning with cutting distance increasing gradually are carried out on soda-lime glass. The wear morphology of rake face and flank face, the corresponding surface features of workpiece and the surface roughness, and the material compositions of flank wear area are detected. Experimental results indicate that the flank wear is predominant in diamond cutting glass and the flank wear land is characterized by micro-grooves, some smooth crater on the rake face is also seen. The surface roughness begins to increase rapidly, when the cutting mode changes from ductile to brittle for the aggravation of tool wear with the cutting distance over 150 m. The main mechanisms of inducing tool wear in diamond cutting of glass are diffusion, mechanical friction, thermo-chemical action and abrasive wear. The proposed research makes analysis and research from wear mechanism on the tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass, and provides theoretical basis for minimizing the tool wear in diamond cutting brittle materials, such as optical glass.     

精密数控机床铣刀故障监测方法的研究

刀具在加工过程中不可避免的存在着磨损和破损现象,刀具的消耗直接导致工件精度下降和生产成本增加。开展了一系列实验,深入研究刀具状态监测方法,构建了新型铣削过程刀具磨损监测试验系统。通过振动传感器和声发射传感器对铣削过程中不同磨损程度刀具的信号进行检测、采集、分析。选择对刀具磨损状态反映敏感的特征量。采用BP神经网络,建立刀具磨损特征向量与刀具磨损状态之间的非线性映射关系。     

钛合金铣削过程刀具前刀面磨损解析建模

钛合金Ti6Al4V作为典型的航空航天难加工材料,在其铣削过程中硬质合金刀具的磨损会降低加工过程稳定性,进而影响加工效率和已加工表面表面质量。刀具前刀面磨损会导致刀具刃口强度降低,并影响切屑的流向和折断情况。针对前刀面磨损机理进行分析并构建了月牙洼磨损深度预测模型。首先运用解析方法构建了前刀面应力场模型,得到切屑在前刀面滑动过程中的刀具前刀面应力分布情况及磨损位置。基于刀-屑接触关系的基础上建立了前刀面温度场模型。然后,基于所得刀具前刀面应力与温度分布,构建综合考虑磨粒磨损、粘结磨损与扩散磨损的铣刀月牙洼磨损深度预测模型,获得月牙洼磨损预测曲线;结合铣刀月牙洼磨损带沿切削刃方向分布的特点,建立了随时间变化的铣刀前刀面磨损体积预测模型。最后通过试验验证了切削宽度对前刀面磨损的影响规律,预测结果与试验测量值具有较好的吻合性。结果表明随着切削宽度的增加,月牙洼磨损深度及前刀面磨损体积都随之增加。研究结果为钛合金铣削用刀具的设计和切削参数的合理选择提供了理论基础。     

钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr切削力与刀具磨损的试验研究

通过对钛合金TC4、TC11和Ti-5553的切削试验,对比分析Ti-5553加工过程中切削速度对切削力和刀具磨损的影响。试验结果表明:随着切削速度增大,切削钛合金TC4和TC11的切削力呈现不同程度的先增后减趋势,而钛合金Ti-5553的切削力呈缓慢增大的趋势;在相同切削速度下,Ti-5553的主切削力和吃刀抗力均高于TC4和TC11;通过超景深、扫描电镜和能谱分析仪对刀具磨损部位进行观察与分析发现,切削Ti-5553的刀具磨损量最大,随着切削速度的增大,刀具的后刀面磨损量增加,刀具主要磨损形式为粘结磨损,刀具后刀面出现沟槽磨损,刀具出现破损。     

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。     

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。     

高速车削钛合金时PCBN刀具寿命的研究

采用对角正交回归试验法,研究了用PCBN刀具高速车削钛合金TC4时切削用量对刀具寿命的影响,并分析工件已加工表面粗糙度。通过扫描电镜观察分析,证实刀具的磨损机理主要是前后刀面的粘结磨损及氧化磨损、后刀面磨损以及切削深度线处的沟槽磨损。