聚晶金刚石刀具振动切削不锈钢技术研究

使用聚晶金刚石刀具进行了超声波振动切削不锈钢的实验研究,研究了切削方式对切削力及已加工表面粗糙度的影响规律。通过对刀具磨损区微观形貌的观测,分析了PCD刀具切削不锈钢时的磨损机理。结果表明,化学磨损在金刚石刀具切削黑色金属时占主导地位。超声振动切削可明显减小切削变形、切削力及刀具磨损。     

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。     

聚晶金刚石(PCD)刀具发展综述

对聚晶金刚石 (PCD)刀具的发展概况、性能特点、应用范围、制造技术、设计原则、切削参数及失效机理等进行了综合评述     

单晶金刚石刀具切削有色金属磨损机理研究

研究单晶金刚石刀具切削有色金属的磨损机理,分析切削过程影响加工工件表面粗糙度的影响因素和切削速度、进给量、背吃刀量等因素对积屑瘤生成的影响,以及积屑瘤对刀具切削力的影响。给出了切削过程中刀具与工件接触区温度和压力过高,导致金刚石刀具刃口发生石墨化、溶解、崩刃等磨损破损。前后刀面磨损、崩刃是金刚石刀具磨损主要形态。金刚石刀具磨损是微观磨损的不断积累,其磨损程度与磨损速度取决于金刚石碳原子在有色金属或在其它非金属材料原子中的溶解率。     

滚齿切削参数的优化

本文用现代工艺优化理论对滚齿切削参数进行了优化计算。就滚齿切削参数优化数学模型的建立和计算作了论述。     

珩齿加工中电镀金刚石工具的磨损

阐述了用电镀金刚石工具对淬硬后的齿轮进行珩齿的过程中,电镀金刚石工具的逐渐磨损对加工零件质量的影响。     

烧结金刚石钻头加工工程陶瓷的唇面磨损分析

对工程陶瓷孔加工过程中烧结金刚石钻头的唇面磨损特征进行深入研究。结果表明,唇面发生磨损变相是必然的。影响钻头正常磨削的磨损异常变相包括严重内喇叭状磨损变相以及底唇拉槽磨损变相两种形式,大多数情况下钻头只是发生较为轻微的内喇叭状磨损。底唇拉槽磨损异常变相的产生同唇面内侧发生微烧现象密不可分。给出了改善唇面磨损异常变相的措施。     

金刚石钻头水道及布齿结构的计算机辅助设计

叙述利用CAD技术进行金刚石钻头水道和布齿设计的原理和方法 ,并简要介绍了西南石油学院钻头研究室设计开发的金刚石钻头计算机辅助设计软件的内容、功能以及编制原理。     

基于ABAQUS的PDC钻头切削齿温度场分析与仿真

基于有限元分析软件ABAQUS的Drucker-Prager材料模型以及破坏准则,模拟PDC钻头切削齿在切削过程中的温度场,并讨论在切削过程中摩擦产生的热在切削齿后倾角的温度分布和磨损平面的温度分布情况。仿真分析结果能真实地表明在切削齿与岩石作用过程中的温度场、应力场的分布情况,为以后PDC钻头的设计提供有效的依据。     

钻削复合材料优质孔的聚晶金刚石钻头

<正> 在当今宇航工业的设计及工艺中,遇到的一个难题是在难钻削的复合材料上加工高精度的孔。不久前典型的高性能飞机上的复合材料仅占所用材料的25%;现正设计复合材料趋近50%的飞机。将来,飞机上的复合材料会达到100%。新的设计在钻削工艺上提出了特殊的要求,这就迫使金属加工业去探索钻头的极限几何形状和钻头生产的新方法。     

PDC刀具切削参数对切削力和表面粗糙度的影响

研究了PDC刀具的切削参数对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明进给量和背吃刀量是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响较小。小进给量、高切削速度有助于提高工件表面光洁度。     

聚晶金刚石复合片的电火花线切割机理与形貌

开展了聚晶金刚石复合片（PDC）的电火花线切割实验，提出了PDC的电火花线切割模型。通过扫描电镜与拉曼光谱仪对切割试件进行显微观察与成分分析，发现聚晶金刚石层表面存在明显石墨化现象，而且聚晶金刚石层与硬质合金层之间的富钴界面层存在严重过量去除现象。按聚晶金刚石层、富钴界面层与硬质合金层三个部分剖析了PDC放电蚀除机理，并对PDC的电火花线切割热损伤进行了分析。研究表明，解决富钴界面层的过量去除问题是提高PDC电火花线切割加工质量的关键。     

全局力平衡PDC钻头布齿优化设计

针对聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在钻井破岩过程中因受力不平衡,导致钻井倾斜、井径扩大、钻头产生横向振动和涡动,造成钻头早期失效的问题,基于已有PDC钻头切削力学知识,构建了PDC钻头弯曲力矩及全局力平衡布齿优化设计模型,并提出模型求解方法。布齿设计实例结果表明,采用全局力平衡布齿设计方法得到的布齿结构可使PDC钻头在不同进尺条件下均能保持全局力平衡状态,尤其低进尺(小于1 mm)时的力平衡状态得到极大改善,提高了PDC钻头的钻井稳定性,对于改善钻头受力、提升钻头使用寿命、提高钻井质量与效率具有重要意义。     

异形PDC齿切削破岩提速机理研究

在室内切削实验基础上基于有限元二次开发建立了异形齿切削及全钻头破碎非均质花岗岩的三维数值仿真模型,研究了12种形状聚晶金刚石复合片(PDC)齿切削非均质岩石过程中的切向力、法向力、岩屑、破岩比功,并研究了齿形对全尺寸钻头破岩效率的影响。研究结果表明：锥形齿的切向力最小,破岩比功最高,对应的锥形齿钻头的进尺也最小;三平面齿的法向力和切向力均为最大;破岩比功最低的齿为双曲面齿;进尺最大的全钻头齿形为更易吃入岩石的鞍形齿、双曲面齿以及斧形齿。     

聚晶金刚石复合片电火花线切割加工电极丝损耗研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片（PDC）进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)观察了电极丝表面的显微形貌。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了电参数和冲液条件等因素对电极丝损耗的影响。实验研究发现,采用贴附式高压喷液方式在高电压、小脉宽、大峰值电流的加工条件下,PDC切割效率为19.35mm2/min,电极丝损耗为1.5~2μm(104mm2切割量),较常压喷液方式切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%。     

聚晶金刚石的Nd:YAG激光切割与电火花线切割损伤分析

采用近红外Nd:YAG激光切割方法与电火花线切割方法进行了聚晶金刚石(polycrystalline diamond compacts,PDC)切割加工实验,并分别利用细砂纸打磨、金刚石微粉抛光以及王水腐蚀等表面处理方法对试件进行了表面处理,通过扫描电镜显微观察与拉曼光谱分析等方法对试件进行了显微观察与分析。经分析发现:尽管近红外Nd:YAG激光切割速度较快,然而因脉宽较大导致热损伤大,加工表面存在明显的残留层,而且金刚石与硬质合金层界面存在明显的裂纹;电火花线切割表面质量好于激光切割加工,但金刚石界面处存在材料过量去除现象,而且切割速度比近红外激光切割加工小得多。为获得较好的PDC切割质量与切割效率,需采用脉宽更短的Nd:YAG激光或紫外激光。     

PCD刀具加工氮化硅基工程陶瓷的合理切削速度

从切削速度对切削力、已加工表面粗糙度、刀具耐用废、切削长度的影响的角度，探讨了聚晶金刚石刀具（PCD）切削加工氮化硅（Si_3N_4）基工程陶瓷时合理切削速度的选择问题。指出，在一定的切削条件下，当切削速度v=30～40m／min时，可获得良好的综合效益。     

聚晶金刚石刀具的断屑槽尺寸参数设计

为解决聚晶金刚石(PCD)刀具在铝合金材料切削过程中的切屑缠绕问题,在PCD刀具的前刀面上设计了断屑槽.通过对切屑受力过程和断屑槽断屑机理的分析、切削几何关系的推导和有限元切削仿真实验,提取了5个PCD刀具断屑槽参数,即棱带宽度、倾角、反屑角、槽宽和反屑面转角.建立了PCD刀具断屑槽棱带宽度和反屑角的计算公式;改进了槽...