316L不锈钢车削用刀片的槽型结构对切削性能的影响

316L具有优良的耐腐蚀性能,是目前较为广泛应用的奥氏体不锈钢。本文以316L不锈钢为研究对象,选择EM（大前角）、SM3（小反屑角）、MM（小前角）、SF（大反屑角）等四款槽型结构的硬质合金刀片,在半精加工的加工参数下进行切削加工,研究不锈钢车削刀片不同槽型几何结构对切削性能的影响规律。结果表明：EM和MM刀片切削力相对最低,刀片槽型反屑角越小,切削力越小,结合槽型特征说明合理的双前角设计利于减小切削力;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小以及进给量有关,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角设计在20°左右,可以获得良好的断屑性能;MM刀片在小进给和切削深度下加工表面粗糙度较好,但受到工艺参数显著影响,EM刀片加工表面粗糙度最佳且稳定;从四种刀片的磨损情况来看,EM刀片在半精加工的工艺参数下抗磨损性能最佳。     

刀片槽型对GH4169车削寿命的影响

本文从刀片槽型结构出发,通过调节刃带宽度和刀具前角设计四款不同槽型刀片,对GH4169进行车削试验。通过测力仪(Kistler 5070)测量刀片切削力和超景深显微镜(Easson)观察刀具的磨损形貌,分析刀片的受力曲线和磨损曲线。试验表明:切削速度在45~85 m/min范围内,随着切削速度的增加,不同槽型刀片切削力都是先增大后减小;相同参数条件下,刀片槽型前角越大,剪切变形减小,受力越小;切削速度较低时,3°~15°前角范围内,刀具刃口强度好的刀片寿命好;切削速度较高时,通过增大第一前角和切削刃强度有助于提高刀具寿命;切削速度45 m/min时,刃口强度好的SNR1槽型切削寿命好;切削速度65 m/min,槽型最锋利且有加强筋强化切削刃的SNR4槽型切削寿命好;切削速度85 m/min,刃口强度和前角都较大的SNR2槽型切削寿命好。在本文切削速度范围内,SNR2能较好的满足使用要求。     

槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响

本文采用4种不同槽型结构的切槽硬质合金刀片-TR、-SZ0、-SZ1和-SZ2进行高温合金GH4169切槽切削实验,测定各切槽硬质合金刀片的切削寿命及刀片磨损,观察切削实验切屑形貌,并通过有限元软件模拟仿真切槽切屑形貌,揭示硬质合金刀片的槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响规律。结果表明:在目前国内航空加工企业的主流切削速度(v为40、60 m/min)条件下,-SZ2切槽刀片锋利的直线型刃口形式有利于提高刀片的使用寿命,其合理的断屑台结构可获得良好而稳定的断屑效果。     

高速车削3Cr13不锈钢切削力的仿真分析

切削力是表征加工过程的主要参数,也是反映加工状态的重要物理量之一,切削力的大小直接影响着加工状态和加工表面质量。基于有限元分析软件Advant Edge FEM,设计了以进给量、背吃刀量、车削速度、车刀前角、车刀后角等切削参数为自变量的五因素四水平正交试验,对3Cr13不锈钢的高速车削过程进行二维有限元仿真,探讨了各自变量对切削力的影响规律。以径向切削力最小为目标,运用极差分析法获得了各切削参数的最优组合。结果表明:背吃刀量对径向切削力的影响最大、车刀后角的影响最小;在给定的切削条件下,径向切削力最小时的最优组合为进给量0.19 mm/r、背吃刀量0.3 mm、车削速度500 mm/min、车刀前角19°、车刀后角7°。     

不锈钢车削用硬质合金刀片构型的工程技术探讨

针对不锈钢难加工的技术问题,通过分析国内外不锈钢切削加工的技术现状及不锈钢的可切削特性,归纳总结影响不锈钢可切削性的主要因素有:材质韧性高、高温机械性能强、粘性大、导热性差、硬质点多以及加工硬化等。针对不锈钢车削专用刀片构型的关键技术点,如:前角、后角及前刀面结构等方面展开讨论,就不锈钢车削刀片的设计给出建议:前角和后角尽量选择较大值,通常推荐12°≤γ≤30°和6°≤α≤10°;同时,前刀面应当采用散热结构和强化结构设计;为了保证切削刃足够锋利的同时而不失强度,刃口形式优先推荐采用圆弧形和瀑布型。     

钢件一次攻丝用的机用丝锥

这种丝锥(图1)与普通使用的丝锥相比较,不同之处主要在于:(1)减小了切削刃的前角r和切削锥后面鏟削量K(取r=5°～8°;K=0.5～0.75毫米),因而增加了切削刃的强度;(2)增加切削部分长度(取6个螺距),使切屑厚度减少到0.055～0.075毫米,因而产生的切屑很柔软,并紧紧地卷成螺旋形(图2),以利于排屑;(3)导屑槽采用左旋槽,使切屑     

刀具断屑槽对切削过程影响的数值模拟

本文通过有限元法模拟切削过程,对硬质合金刀片断屑槽在切削过程中的影响做了研究。结果表明采用平滑的槽型曲面有利于降低主切削力;断屑槽能够降低轴向力和径向力,进而可以帮助提高加工精度和工件的表面质量。切削过程中,有断屑槽的刀片表面等温线分布集中,而没有断屑槽的刀片表面有多个最高温度区域且温度更高,不利于刀片的使用寿命。另外,有断屑槽的刀片所产生切屑的有效应力、有效应变更大,更适合于加工塑性好的材料。     

钛合金车削温度的仿真与试验研究

基于ABAQUS建立了YG8硬质合金刀具车削TC4钛合金的二维切削仿真模型,通过红外热成像仪测得的切削温度对仿真模型得到的切削温度进行了验证,并研究了该模型刀具前刀面切削温度与切削速度、进给量、刀具前角及刀具后角的关系,通过中心复合试验得到了切削温度关于切削速度、进给量和刀具前角的预报模型。研究表明:仿真得到的切削温度与试验得到的切削温度相差小于10%;在一定范围内,随着切削速度和进给量的增加,切削温度均增加;随着刀具前角的增加,切削温度减小;随着刀具后角的增加,切削温度变化幅度不大;切削速度对切削温度的影响最为显著。     

涂层硬质合金刀片微槽微织构复合设计

文章在涂层硬质合金刀片前刀面切屑刃近域微槽设计基础上,为了更好的降低刀片的切削温度,设计了(条纹型、波纹型、梳齿形)三种微织构形式,并将之与微槽复合形成刀具前刀面微结构造型,通过DEFORM3D仿真实验,研究了三种微织构参数对降温效果的影响,分别优选出三种微槽微织构复合刀具,并对比分析所优选出的三种微槽微织构复合刀具与原刀具及微槽刀具切削力及已加工表面残余应力。研究表明:新的微槽微织构复合设计均具有一定的降温效果,梳齿形微槽微织构降温效果最好;波纹型微织构的置入能够有效减低刀具的切削力,减少切削热的产生,而条纹型微织构的置入可以有效减少切削热向刀具的传递,从而降低刀具切削温度;与原刀相比,优选出的三种微槽微织构刀具能够有效增大工件表层的残余压应力。     

三维整体高翅片强化传热铝管刨削成形机理

为了高效加工出三维整体高翅片强化传热管,提出采用多刀刨削加工三维整体高翅片强化传热管的制造方法——利用在基管上同时刨削出多片不脱离工件的、不发生卷曲的切屑作为三维整体高翅片强化传热管的翅片。研究刀具前角、切削厚度对切屑卷曲的影响,初步探讨翅片刨削成形即切屑不卷曲的机理。结果表明,切屑不卷曲的条件是当刀具前角为60°或55°时,切削厚度在0.15~0.25 mm之间,或者前角为50°,切削厚度在0.1~0.2 mm之间时,切屑不发生卷曲;切屑不卷曲的机理在于切屑根部没有发生明显的剪切变形。     

考虑多种因素的流屑角求解模型

切削加工中切屑流向的预报是通过流屑角的计算完成的．本文基于Stabler法则和等效刀刃思想，综合考虑了刀具的前角、刃倾角、主偏角、刀片相邻刃设计夹角、刀尖圆弧半径、进给量、切削深度以及被加工材料性质等八个因素建立了计算机求解流屑角的数学模型．并以此分析了以上因素对流屑角的影响规律．     

双面八角形可转位铣刀片设计的有限元仿真与试验研究

安装双面八角形"ON"可转位铣刀片(以下简称"ON刀片")的45°平面铣削刀具应用广泛。本文通过分析该刀具的使用情况,并结合该刀具的结构特点,设计一款新切削刃结构的"ON刀片",刀片切削刃设置合理的倾角,使刀片切削刃在刀具上形成利于提升刀具切削性能和排屑性能的刃倾角。利用Advant Edge FEM软件对两种刀片进行有限元切削仿真,并进行实际切削试验,仿真评价与切削试验结果基本一致,新的"ON刀片"轴向切削力降低明显,切屑形状规则,且排屑顺畅。     

加工模具用超大进给量铣刀

伊斯卡日本公司最近推出一款加工模具用超大进给量铣刀“HELIDOUPFEED”,其特点是：每齿进给量可达到3．5mm;两面共有6个刀尖可参与切削;采用切削性能好、具有足够强度和韧性的螺旋切削刃刀片;采用能减小切削抗力的大前角切削刃结构;刀片装夹采用燕尾构造,可实现强力夹紧,即使在很高的切削条件下也能稳定地实现高精度加工,且能大幅度降低加工成本。     

双面瑞士式车削刀片

日本京瓷公司刀具分部为瑞士式车削加工开发了一种双面负角刀片。该刀片具有两个切削刃,可以提高切削稳定性、降低加工成本。该刀片可采用两种PVD涂层牌号,其中,PR1005涂层牌号用于在加工钛合金和自由切削钢件时提高刀具的耐磨损性能;PR025涂层牌号用于在切削不锈钢和常规加工时提高刀具的破裂韧性。     

槽型几何参数对C型刀片切削45钢切削力和断屑性能的影响

45号钢是一种优质的碳素结构钢,因其具有良好的物理化学性能,成为了各行各业应用最广泛的工程材料之一。本文以调质45钢为工件材料,采用干式切削实验研究不同槽型几何参数对半精加工C型刀片切削调质45钢时的切削力和断屑性能的影响规律。结果显示:刀片的第一前角与反屑角都会影响切削力的大小,但第一前角的影响更为显著,适当地增加第一前角,有利于减少切削力,并求出不同切深下,切削力与第一前角的线性方程;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小有关,适当地增大反屑角,有利于提高刀片的断屑性能;对于45号钢材料的半精加工,将刀片的第一前角控制在10°~15°,同时,本文获得了切削速度为200 m/s时,正常断屑范围的刀片反屑角与切深和进给率的量化关系,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角提升至30°以上,可以获得良好的断屑性能。     

钛合金TC4高效粗加工工艺的研究

本文通过分析钛合金TC4的切削性能特点,选择不同几何结构的硬质合金刀具进行高效粗车加工实验,探索最大金属去除量的切削参数,分析TC4高效车削刀具磨损机理,优选刀具结构。结果显示,与切深相比,刀具寿命对切削速度更为敏感;适当降低切削速度而提高切深可有效提高金属去除量,在实验切削参数条件下,选择切削速度v=60 m/min,进给量f=0.3 mm/r,切深ap=4 mm更有利于钛合金TC4的高效粗车加工,单个刀尖金属去除量最大;刀片前刀面的"小突起"或者"小筋条"结构可有效抑制前刀面的月牙洼磨损和粘结磨损;钛合金TC4高效粗加工刀刃要求具有一定的锋利性和刃口强度,-T槽型刀片的前角结构更有利于TC4的高效车削加工。     

磨削工艺对硬质合金切槽刀片刃口质量的影响

本文采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削硬质合金切槽刀片的断屑槽和周边,形成刀片的切削刃口。采用D46和D64两种不同粒度的砂轮分别制备了5°、10°、15°前角的切槽刀片。在断屑槽的磨削过程中,采用了一次磨削和两次磨削两种方式。通过表面粗糙度仪测量了断屑槽和周边的粗糙度值,通过SEM测量了刀片的刃口缺陷。结果表明:砂轮粒度磨削周边对表面粗糙度的影响不大,断屑槽磨削的表面粗糙度受粒度影响较大;刀片前角越大,刃口完整性保持越差;相同条件下断屑槽采用两次磨削能获得更好的刃口质量。通过此试验,明确了生产现场磨削此类刀片的磨削工艺:磨削周边选用D64砂轮以提高加工效率,磨削断屑槽选用D46砂轮两刀磨削以提高表面质量,最终在兼顾磨削效率和质量的条件下可获得较好的刃口质量。     

硬质合金可转位车刀片UG型断屑槽断屑机理的研究

本文采用接触图形法对硬质合金可转位车刀片UG型断屑槽的断屑机理进行了实验研究．结果表明：由于采用了根据不同切削深度和进给量巧妙改变有效槽宽、使切屑横截面弯曲呈拱形、弹形挡屑筹措施，UG型断屑槽具有断屑范围较宽、在进给量较大时不易出现过分断屑等特点．此外，文中还对化学气相涂层刀片的UG型断屑槽在切削速度明显提高以后断屑范围的变化进行了研究．文中给出的UG型断屑槽的断屑范围图可供实际选用．     

槽深变化对矩形槽劈挤成形的影响研究

为初步阐明劈挤成形的一些基本规律,借助数值模拟和物理模拟方法,研究了劈分角为60°、劈刃倾角为30°的尖头劈楔,劈挤宽度为10mm、槽深范围为5～15mm的矩形槽变形过程。结果表明:槽深较小时,其变化对塌角量影响较小;槽深较大时,随着槽深增加,塌角量增加较多。起始段长度及槽口隆起最大高度均与槽深增大基本呈线性关系。槽深较小时,随着槽深增大,槽口隆起影响宽度增大较多;槽深较大时,槽深增大,槽口隆起影响宽度增大量逐步减小。槽深的改变,对槽底深度方向的影响也会增加。     

车削高温合金GH4169表面粗糙度及残余应力优化分析

为分析车削参数对已加工表面粗糙度、已加工表面形貌、残余应力的影响规律,针对高温合金GH4169设计正交车削试验,通过有限元仿真建立三维车削模型。结果表明：影响表面粗糙度的主次因素依次为进给量、切削速度、切削深度;影响残余应力的主次因素依次为进给量、切削深度、切削速度;确定在试验参数范围内最佳表面粗糙度和残余应力的参数组合分别为vc=55 m/min、f=0.1 mm/r、ap=0.3 mm和vc=60 m/min、f=0.2 mm/r、ap=0.25 mm。