绿色切削高强度钢的刀具磨损及切屑形态

分析了微量润滑切削时润滑剂的渗透机理及润滑作用对铣削力的影响。使用传统切削、干式切削及微量润滑三种方式铣削高强度钢(PCrNi3Mo),对比切削性能并探讨微量润滑技术对刀具磨损及切屑形貌的影响。对微量润滑加工过程中切削参数(铣削速度、每齿进给量、铣削深度及润滑剂使用量)对刀具磨损的影响进行研究,利用响应曲面法建立了刀具后刀面磨损模型以确定铣削高强度钢(PCrNi3Mo)时润滑剂的最佳使用量,并利用试验验证。结果表明,微量润滑可有效抑制刀具磨损进程;建立的刀具后刀面磨损模型与试验结果误差较小,具有较高实用价值,微量润滑铣削材料PCrNi3Mo时,润滑剂的最佳使用值约为185mL/h;通过改善切削区的摩擦情况,微量润滑可降低切削区域温度并有效控制切屑形貌。     

低温冷却GH4169高温合金插铣刀具磨损试验研究

针对GH4169高温合金高效插铣工艺,研究了不同冷却方式对插铣刀具寿命的影响。设计CO2低温微量润滑冷却系统,进行了CO2低温微量润滑冷却插铣刀具磨损切削试验,并与其他冷却方式进行对比。从磨损曲线、磨损影像及磨损率3个角度对刀具磨损量、刀具刃口磨损形貌及磨损速度进行了分析。试验结果表明,CO2低温微量润滑冷却对提高刀具耐用度有显著影响,有助于减缓刀具磨损,改善切削环境。可以通过改变冷却条件方式提升GH4169高温合金插铣刀具使用寿命。     

石墨烯纳米流体微量润滑车削GH4169镍基高温合金时刀具的磨损规律

纳米流体微量润滑是一种新型的微量润滑增效技术,为探究其应用于难加工材料GH4169镍基高温合金时刀具磨损的变化规律,分别在干切削、微量润滑和纳米流体微量润滑三种条件下进行GH4169镍基高温合金车削加工试验,比较其切削力、切削温度以及刀具磨损的差异。通过切削试验发现,纳米流体微量润滑技术能够有效降低切削加工过程中的切削力、切削温度以及刀具的磨损程度,相比于干切削加工,纳米流体微量润滑条件下的切削力、切削温度和刀具的磨损程度分别降低21.9%,24.7%,15.9%。     

低温微量润滑高速铣削PH13—8Mo刀具磨损试验研究

针对高强度不锈钢材料加工性能差、刀具耐用度低的问题,进行了硬质合金刀具在低温微量润滑条件下高速铣削高强度不锈钢PH13—8Mo的刀具磨损试验,结果表明：WSP45刀片比WXM35适合加工PH13—8Mo,低温微量润滑（cMQL）能有效地抑制刀具磨损,提高刀具耐用度;两种刀具在铣削过程中前、后刀面同时发生磨损,最终因刃口严重崩刃而失效。     

低温氮气射流对钛合金高速铣削加工性能的影响

在钛合金的高速切削过程中，切削区温度很高，加速了刀具的磨损，限制了切削速度的进一步提高。为降低切削区温度、防止刀具的氧化磨损，提出在低温氮气射流条件下进行钛合金的高速铣削加工。在干铣削、浇注切削液、常温氮气油雾、低温氮气射流和低温氮气射流结合微量润滑等冷却润滑条件下进行了钛合金的高速铣削对比试验。试验结果表明，低温氮气射流结合微量润滑能够最有效地降低铣削力，抑制刀具磨损。借助扫描电镜的检测手段，研究了不同冷却润滑条件下刀具的失效形式。指出在低温氮气射流条件下高速铣削钛合金时，只要热裂纹的形成与扩展未引起刀具的崩刃及刀面的剥落，进一步降低低温氮气的温度将提高刀具的使用寿命。     

基于MQL的切削加工技术应用

在金属切削加工过程中,切削液发挥着冷却、润滑、排屑和防锈等作用,但其排放会对环境造成严重污染。微量润滑技术(MQL)是将压缩气体与微量润滑油混合汽化后喷射到加工区域,可代替传统切削液,在刀具与工件间的加工部位形成有效润滑,减缓刀具磨损。作为新兴的绿色清洁切削加工技术,微量润滑技术具有广阔应用前景。本文介绍了切削加工机理和切削液在切削加工中的作用,通过对比微量润滑、水溶性切削液和切削油性冷却等常见润滑技术的优缺点,分析了MQL替代传统切削液在切削加工中的利弊,并通过分析MQL在高速加工、铝合金加工及断续加工等方面的应用,探讨了MQL技术的发展趋势及发展过程中凾待解决的问题。     

MQCL技术对不锈钢加工刀具磨损的影响研究

本文在低温微量润滑(MQCL)及浇注式冷却条件下对不锈钢展开高速车削实验,对两种冷却条件下的刀具磨损情况进行对比分析。研究表明,两种条件下刀具都发生了磨粒磨损和粘结磨损,但MQCL条件下刀具磨损较轻;MQCL的冷却润滑机理主要为微量润滑油雾在切削区域形成了润滑膜,减小了刀具与工件的摩擦,同时低温冷风的加入对切削区域进行了强力降温。     

MQL条件下微织构刀具车削钛合金的切削加工性试验分析

为深入研究微织构刀具结合微量润滑技术对金属切削加工性的影响,利用激光机在硬质合金刀具前刀面制备出不同的微凹坑阵列,并在不同微量润滑(MQL)条件下开展钛合金车削试验,以工件加工表面质量作为评价标准,对相关影响因素进行优选,并对刀具磨损进行分析。研究表明:在一定的加工条件下,表面质量有显著提高,其中温度和面积占有率是主要的影响单因子,而刀具磨损仍以黏结磨损为主,磨损情况得到改善。     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

不同润湿性微/纳织构化刀具切削性能研究

针对15-5PH固溶处理不锈钢等难加工材料切削过程中刀具磨损快速的问题,采用激光加工及表面处理技术制备得到不同润湿性的硬质合金微/纳织构化刀具。通过对15-5PH固溶处理不锈钢的切削试验,研究了不同润湿性微/纳织构化刀具的切削性能及减摩机理。试验结果表明:在微量润滑条件下,刀具表面低润湿性微/纳织构的存在可有效降低切削力、前刀面平均摩擦系数及切削温度,同时还能进一步改善刀—屑界面的润滑状况,减缓刀具磨损。     

在刀-屑界面持续润滑刀具切削45钢的性能及润滑机理

为提高刀具润滑性能,尽量减少切削液的使用,制备出在刀屑界面持续润滑的新型刀具,能够将切削液通过微通道直接输送到刀屑接触界面内部。采用该新型刀具与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下分别进行切削45钢试验,测量了切削三向力,对刀具前刀面磨损面进行SEM微观形貌分析及元素检测,分析了刀具的摩擦磨损特性及润滑机理。试验结果表明,与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下相比,刀屑界面持续润滑刀具能够有效减少切削过程中的摩擦磨损,而切削液用量只有传统浇注式切削的1/120。分析前刀面的元素可知,切削液能够更加深入到离主切削刃更近的区域,并能持续供给,这是该刀具具有更好的减摩抗磨效果的主要原因。尽管新型刀具的黏结情况大大缓解,但刀具的磨损机理仍然以黏结磨损和氧化磨损为主。     

车削45钢时微量油膜水滴切削液对切削性能的影响试验研究

简述了微量油膜水滴切削液的冷却润滑原理。在C621-1普通机床上采用干切削、乳化液和微量油膜水滴切削液3种不同的冷却润滑方式下对45碳素结构钢进行车削试验。试验结果表明,与干切削和乳化液切削相比,采用微量油膜水滴能显著提高切削性能,有效地降低了刀具磨损和加工表面粗糙度值。     

高速铣削航空铝合金7050-T7451时刀具的磨损破损

分析涂层硬质合金刀具高速铣削航空铝合金7050-T7451时的磨损、破损形态,通过正交试验研究了高速铣削航空铝合金的铣削力及其变化规律,提出模拟高速铣削刀具裂纹萌生的脉冲激光热冲击试验方法,研究铣削力和热应力在刀具磨损、破损过程中的不同作用.试验和理论分析证明:高速铣削航空铝合金7050-T7451时,热应力使刀具萌生裂纹,裂纹在热应力和机械应力综合作用下扩展.研究刀具失效机理,证明:高速铣削航空铝合金时,粘结磨损和扩散磨损是主要磨损机理.提出通过提高切削系统稳定性和优化切削参数,可以有效降低机械应力对刀具的冲击作用,并在生产现场收到良好的效果.     

滚齿工艺的微量润滑技术研究

针对齿轮滚齿工艺采用传统冷却润滑和干式切削技术存在切削液浪费大、环境差及成本高等问题,开展了滚齿工艺的微量润滑技术研究。通过对不同规格的产品、不同的加工参数进行试验对比得出,采用微量润滑技术可有效改善刀具使用环境,提高刀具寿命,降低生产成本。通过对微量润滑应用参数进行分析得出,润滑系统、喷嘴位置和压缩空气的压力等都对微量润滑的效果有一定的影响,需要根据实际情况进行调整。与传统的常规润滑工艺相比,微量润滑技术在实际应用中具有很多的优势,尤其是在环境及刀具寿命方面效果显著,具有较高的推广价值和应用前景,符合当前的绿色、环保的发展趋势。     

绿色制造工艺的代表——微量润滑技术在现代发动机企业的应用

正体现绿色制造理念,更加节能、环保的微量润滑技术微量润滑技术(简称MQL)是将压缩空气与少量的润滑冷却液混合气化后,高速喷射到加工区,对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑、冷却,从而可大大减少"刀具—工件"和"刀具—切屑"之间的摩擦,起到抑制温升、降低刀具磨损、防止粘连和提高工件加     

低温最小量润滑高速铣削钛合金的试验研究

基于复合制冷技术研制了一种低温最小量润滑供给装置,在低温最小量润滑(cryogenic minimum quantity lubrication,低温MQL)条件下进行高速铣削钛合金试验,研究了低温MQL对刀具与工件材料的摩擦接触状态、刀具磨损及已加工表面粗糙度的影响。将测量的铣削分力转化为切向铣削力和径向铣削力,以分析高速铣削时刀具与工件材料的摩擦接触状况。研究结果表明:低温MQL可使峰值径向铣削力减小27.6%～34.3%,有效地改善了刀具与工件材料的摩擦接触状态;降低低温MQL的温度有益于微量润滑油润滑功能的发挥并改善刀具与工件材料的摩擦接触状态,可延长刀具寿命,减小已加工表面粗糙度,但效果不明显;低温MQL的良好润滑作用可有效延长高速铣削钛合金时刀具的寿命。     

铣削加工中刀具磨损间接测量的研究

阐述了钛合金(TC4)的切削性能。通过TC4铣削加工时的刀具磨损试验,研究铣削钛合金时硬质合金刀具磨损情况。对TC4工件在不同的时间间隔内进行铣削试验,将每组试验加工后的刀具磨损情况在铝合金板加工形成一系列有刀具磨损信息的孔,利用三坐标测量机测量铝合金板上孔的信息。采用最小二乘方法处理测量的数据,从而得到刀具磨损的相关信息。     

微量油膜附水滴对不锈钢加工表面的影响分析

通过乳化液、干切削以及油膜附水滴(OoW)三种加工方式的对比实验,研究了微量油膜附水滴在切削加工中的性能。结果表明,微量油膜附水滴方法能降低刀具的磨损,延长刀具的寿命,抑制积屑瘤的产生,可提高加工表面精度。采用微量油膜附水滴加工时有较好的冷却和润滑效果。     

铣削条件对高速铣削淬硬钢TiAlN涂层刀具磨损的影响

针对硬度分别为50 HRC和60 HRC的Cr12MoV淬硬钢材料,采用TiAlN涂层刀具进行了高速铣削试验,重点研究了铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式等铣削条件对刀具磨损的影响.结果表明:高速铣削淬硬钢时,导致刀具失效的典型形式是后刀面磨损;铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对刀具磨损的影响是不同的;材料硬度50 HRC时,刀具螺旋角是刀具磨损的主要影响因素;材料硬度60 HRC时,润滑方式是刀具磨损的主要影响因素.