高速铣削45钢工件硬度对切削力及表面粗糙度影响的试验研究

通过对45钢高速铣削试验,研究了工件材料硬度对切削力以及工件表面粗糙度的影响趋势。结果表明,当工件硬度低于HRC50时,随工件硬度的增大,切削力减小、表面粗糙度增大;而工件硬度高于HRC50时,随着工件硬度的增加,切削力增大,表面粗糙度值减小。提出了切削硬度的概念,揭示了切削过程中材料硬度的变化机理,对以上影响规律进行了合理的解释,同时对工件硬度、切削温度、粗糙度、切削力之间的内在相互作用进行了分析。     

高速铣削3Cr2Mo钢时硬度对表面粗糙度的影响规律

在相同的铣削参数下,对硬度为31HRC和41HRC的3Cr2Mo淬硬钢进行高速铣削试验,结果表明:工件硬度不同,铣削参数对表面粗糙度的影响截然相反.高硬度下,进给量的影响占主导地位;低硬度下,切削速度对表面粗糙度的影响占主导地位.根据高速切削机理,分析了铣削参数在不同工件硬度下对表面粗糙度的影响规律.     

淬硬钢高速微小孔钻削工艺试验研究

从淬硬钢高速微小孔钻削时钻头承受的负荷入手,以HRC62淬硬轴承钢材料为对象,通过试验的方法,检测和分析钻削过程中动态切削力(轴向力和扭矩)的特征,研究淬硬钢微小孔钻削的可行性和切削条件。并通过试验研究切削速度、进给量等钻削工艺参数对切削力的影响规律,提出改善硬态切削性能、提高钻头耐用度的淬硬钢微小孔钻削工艺规范。     

插齿刀前刀面的研磨

通常插齿刀用钝后放在工具磨床上重磨它的前刀面(要求光洁度 7)。这种前刀面经磨削的插齿刀用来插削材料为45号钢、调质硬度HRC22～25的齿轮时,齿面光洁度可达 6左右;但用来插削为40C1钢、调质硬度HRC22～25的齿轮时,不仅光洁度降低至 4左右,而且会在齿面间出现鱼鳞状斑纹。我厂将重磨后的插齿刀再用氧化铬研磨剂对前刀面进行研磨,再插削调质硬度HRC22～25的40Cr钢齿轮时,齿面光洁度可达 6,且齿面间的鱼鳞斑纹全部消失;同时插齿刀的使用寿命也较研磨前提高20%左右。我厂使用的插齿刀前刀面研磨装置如图所示。研     

45钢中非金属夹杂物的鉴别

钢中的非金属夹杂物对钢的质量影响很大,钢中不同类型的夹杂物对钢的性能的影响也不同,在实践中必须区分开不同类型的夹杂物。 我厂生产的曲轴是用45钢经锻打成形的,金相分析时发现其中有一条粗大的非金属夹杂物,初看时,发现夹杂物太大,不敢肯定夹杂物的性质。为了     

夹杂物尺寸及位置对51CrV4弹簧钢疲劳寿命的影响

用能谱仪、扫描电镜分析了51CrV4弹簧钢的疲劳断口,研究了夹杂物尺寸及位置对该钢疲劳寿命的影响规律。结果表明:51CrV4试验钢的疲劳强度为702.5MPa,在保证试样表面没有划痕和麻点的情况下,疲劳裂纹主要起裂于椭球状且塑性较低的复杂氧化铝夹杂;在夹杂物尺寸越大和距离表面越近的情况下,其疲劳寿命越低;在710MPa应力水平下近表面夹杂物的临界尺寸为5.47μm。     

易切削钢Te元素含量对其切削表面形貌的影响研究

采用硬质合金刀具对三种不同Te元素含量的易切削钢12L14,12L14+Te(0.017),12L14+Te(0.05)进行切削实验,研究其已加工表面形貌状态及原因。试验研究结果表明：12L14+Te(0.017)材料的已加工表面最光滑,粗糙度值最小;12L14+Te(0.05)材料的已加工表面最粗糙,微观形貌显示存在较多撕裂;切削不含Te元素的12L14材料时,已加工表面形貌与粗糙度值介于二者之间;添加Te元素材料会生成MnTe等熔点较低的化合物,在切削中起到应力集中源的作用,易导致已加工表面出现微观撕裂现象,但同时减小了刀具积屑瘤形成的可能,所以易切削钢切削表面形貌的生成是二者因素综合影响的结果。     

负倒棱与圆弧刃口钝化的钻削性能试验研究

硬质合金刀具刃口钝化能有效提高刃口强度,避免崩刃,提高刀具的切削性能和耐用度。本文研究不同钝化宽度的麻花钻负倒棱型刃口加工45钢钻削性能的影响。当倒棱宽度为0.08mm时,切削力适中,断屑性能最好;在相同钝化量下,对比圆弧型和负倒棱型刃口钝化对钻削力和已加工表面粗糙度的影响。结果表明,两者所加工孔的表面粗糙度相差不大,圆弧型刃口钝化的麻花钻产生的切削力较小;负倒棱型刃口钝化的麻花钻在断屑方面优于圆弧型钝化。     

涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢切削力研究

采用四种不同涂层硬质合金铣刀高速铣削四种不同硬度的淬硬钢材料,研究了刀具涂层成分、工件材料硬度以及切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)对切削力的影响。研究表明：随着切削速度的增大,淬硬钢P20和S136的切削合力影响较小,而对于淬硬钢SKD11和PM60,改变切削速度对切削合力影响显著。随着切削速度的增大,四种不同涂层刀具切削淬硬钢S136产生的切削合力先快速增大后缓慢减小,刀具切削力大小顺序一直保持为TiSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,其中TiAlN涂层相对于其余三种刀具涂层在降低切削力、减少工件与刀具之间的相互摩擦具有优势。切削参数的变化对切削力的影响与淬硬钢工件硬度的变化存在相互影响,淬硬钢硬度低于HRC55时,切削工艺参数的变化对于切削力的变化影响不明显;而当淬硬钢硬度高于HRC60时,随着切削工艺参数的增大,切削力发生显著变化。     

稀土镧对纯净钢中夹杂物及抗拉强度的影响

为了掌握稀土镧对纯净钢中夹杂物的影响,采用扫描电镜、能谱分析仪、等离子光谱分析仪等对加入稀土镧的纯净钢中夹杂物形态和尺寸及钢的抗拉强度进行了研究。结果表明:当稀土镧加入量在0~0.100%之间时,随着加入量的增加,镧的固溶量增加到0.022 6%,夹杂物中的镧含量增加到0.0200%;随着镧含量的增加,夹杂物由硅酸盐、铝酸盐转变为稀土镧的氧化物、硫氧化物,而且夹杂物形状也由不规则的形状转变为规则的球形;稀土夹杂物的尺寸都小于3μm,夹杂物中的稀土镧含量及钢的硬度、抗拉强度随着钢中稀土镧含量的增加而增加。     

飞机起落架用难加工材料钻削性能试验研究

通过对300M、A-100两种超高强度钢以及TC18钛合金进行钻削试验,并在试验过程中测量了不同参数下的钻削力,对钻削力进行了分析研究。对相同铣削参数、不同材料下的钻削力进行了分析,又对相同的材料、不同的钻削参数进行了分析。试验结果表明,在试验参数范围内,不改变其余参数的情况下,减小轴向力可通过增大主轴转速、减小进给量或增大步进量来达到目的。钻削三种材料,钻削300M钢时的轴向力最小,钻削A-100钢时的轴向力最大。钻削A-100钢时的轴向力比钻削TC18钛合金时的轴向力约大80%,钻削300M钢时的轴向力比钻削TC18钛合金时的轴向力约小10%。     

高速铣削P20和45淬硬钢的切削力

使用TiAlN涂层的整体硬质合金球形立铣刀，对45钢（52HRC、48HRC、42HRC）及P20钢（41HRC、33HRC）进行了高速铣削试验。基于材料变形下的流动应力方程及剪切角理论，分析了切削速度、工件硬度、材料性能对切削力的影响。试验中的切削参数如下：切削速度为156～816m／min，每齿进给量为0．1mm，轴向切削深度为3mm，切削宽度为1mm。结果表明：高速铣削淬硬钢产生锯齿形切屑，切削速度和工件硬度对切削力有显著影响。     

显示及鉴别钢中非金属夹杂物的新方法

钢中非金属夹杂物,严重地影响钢的质量。因此,研究钢中非金属夹杂物,对控制产品质量是很重要的。而显示鉴别钢中非金属夹杂物又是研究钢中非金属夹杂物的前提。为此我们进行了(1)用电解抛光法显示钢中非金属夹杂物;(2)用硫化物薄膜沉淀法及硝酸银溶液处理法鉴别钢中硫化物夹杂的试验。     

球头铣刀高速铣削淬硬Cr12模具钢的研究

通过球头铣刀高速铣削Cr12淬硬模具钢的实验,研究了切削用量对切削力和表面粗糙度的影响变化规律,并分析了产生这些变化的原因。研究结果表明：在球头铣刀高速铣削Cr12淬硬模具钢时,轴向力远远大于径向力,为主切削力;随着切削速度的增加,切削力和表面粗糙度值虽然呈现下降的趋势,但下降趋势不如普通切削时明显;切削力和表面粗糙度值随进给速度的增加而增加;当轴向切深在较小的范围内,切削力和表面粗糙度值随轴向切深增加而变化很小,只有当轴向切深超过一定值以后,切削力和表面粗糙度值才随轴向切深增加而迅速增加。     

K24镍基高温合金切削性能试验研究

针对K24铸造镍基高温合金的特点,设计了合理的正交切削试验方案,通过铣削和钻削试验研究了K24高温合金的切削力、表面加工质量和刀具磨损等方面的切削性能,并给出了铣削力、钻削力和转矩的经验公式.研究工作对该材料加工过程中的切削用量、冷却液和刀具几何参数等的选择具有指导和参考意义.     

CFRP/Ti叠层材料螺旋铣孔与钻孔的刀具磨损对比与分析

针对螺旋铣孔与传统钻孔刀具磨损的问题,对CFRP/Ti叠层材料进行螺旋铣孔与传统钻孔试验。在相同加工效率及切削速度的基础上,对两种工艺加工孔的切削力及刀具后刀面磨损长度进行了测量。结果表明:制孔过程中,螺旋铣削制孔的切削力明显小于钻削制孔的切削力;加工过程中,螺旋铣削制孔的切削力比钻削制孔的切削力更加平缓;同等参数条件下,螺旋铣削加工到24孔时刀具失效,传统钻削加工到18孔时刀具失效;螺旋铣削制孔的刀具比钻削制孔的刀具更加耐磨,加工孔数更多。     

稀土对40CrMnMoRES钢夹杂物形态和切削性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对40CrMnMoRES和42CrMo钢中夹杂物的组成和形态进行了观察，测试了该钢的切削加工性能。结果表明，40CrMnMoRES钢中主要存在两种夹杂物，一种是RE2S3-MnS的复合夹杂物，另一种是以硬质点为核心的包裹式夹杂物，这两类夹杂物基本保持球形；在相同的切削条件下，40CrMnMoRES钢的主切削力、切削温度、刀具磨损均小于42CrMo钢，且断屑性能良好；该钢种切削性能的提高，主要是由于稀土硫化物发挥了应力集中和包裹硬质点的作用。     

不同加工工艺下的切削力时域特征分析

切削力是切削机理研究和切削过程监控的主要观测参数,时域波形是切削力实验结果的主要表现形式。基于车削、钻削和立铣削实验,采集了切削力的时域波形,对比研究了不同工艺条件下的切削力时域特征及其与工艺特点的内在联系,对影响切削力时域特征的几个关键因素进行了分析。结果表明:动态性能是切削力时域波形的典型特征,切入、终止阶段通常比正常切削阶段的切削力动态性能更复杂;加工工艺不同,各切削分力的波形特征和大小顺序也就不同,其中钻削力的波形特征比车削和立铣削复杂得多,钻削和立铣削的切削力波动系数Q比车削大。     

板坯连铸硫系Y55钢板的研发及其性能

为了满足模架钢加工与使用性能的需求,采用加入易切削元素硫,并适当添加锰、钙的成分设计思路,在优化冶炼、连铸、轧制工艺的基础上成功开发出了板坯连铸硫系Y55钢板,并分析了它的硬度、组织、夹杂物与加工性能。结果表明:Y55钢板的硬度范围在180~200 HB之间,其显微组织为珠光体和网状铁素体,夹杂物是以硫化锰为主的复合夹杂物;与S50C钢板相比,Y55钢板的加工性能大幅提高。     

45热轧圆钢顶锻开裂原因分析

对45热轧圆钢室温顶锻试验中出现的裂纹进行了研究,分析了表面缺陷、变形温度、变形量、显微组织、夹杂物等对顶锻开裂的影响.结果表明:引起室温顶锻开裂的直接原因是钢中存在大量脆性氧化铝和塑性硫化物非金属夹杂物,该夹杂物沿轧制方向不均匀分布,对拉伸性能影响不大,但对顶锻开裂有较大的影响,特别是当夹杂物处在变形鼓形区附近时;脆性夹杂物造成应力集中,塑性夹杂物形成空洞,使夹杂物和基体界面处容易形成裂纹源,进而在应力作用下不断扩展并最终开裂;原始片状珠光体组织及热轧后的热应力加剧了夹杂物开裂倾向.