超重型切削过程硬质合金刀具高温力学特性

超重型切削过程中,刀具的高温失效是硬质合金刀具破损的主要形式之一。首先,通过理论分析、切削仿真及数学模型进行切削热产生过程分析,并研究切削温度对硬质合金刀具变形抗力的影响;然后,进行切削温度及材料高温硬度测量实验,实验结果验证模型有效,硬质合金和工件材料试块的硬度在1000℃时分别下降了28%和60%左右;最后,从刀具几何结构优化设计和复合涂层技术两方面提出超重型切削专用硬质合金刀具抗高温性能的提效措施,在5组切削参数下进行刀具寿命对比实验,优化设计的XF8刀具寿命是YT15刀具的2~5倍。研究结果可以为重型高效切削刀具技术的研究及推广提供借鉴。     

高速车削钛合金刀具宏-介观扩散磨损特性

为了研究不同合金成分对刀具磨损的影响机理,利用宏-介观跨尺度关联法及分子动力学理论,采用YG8、YT15及YW2刀具高速车削钛合金,探明刀具宏观热力学特性及磨损特征,分析了三种材料在切削过程中原子群乱序程度,揭示了不同刀具材料原子群扩散特征.结果表明:YW2前刀面温度最高,原子群乱序运动类型已达到晶面解理,向内扩散程度高,扩散磨损严重;YG8和YT15原子群密度和能量稳定,原子群乱序运动类型为微裂纹扩展,向外扩散程度低,扩散磨损较小.三种材料刀具在高速车削过程中扩散磨损程度由高到低依次为YW2YT15YG8.     

镀膜参数对刀具切削性影响的研究

采用镀膜合金刀具加工AISI304不锈钢,应用灰关联-田口实验法设计混合直交表,研究镀膜工艺对刀具切削性的影响,得到镀膜最佳工艺参数：铬靶材功率100 W,钨靶材功率150 W,氩氮比例10％,制程时间9 min,实验显示工件表面粗糙度为0.75 μm,刀具磨损量28.3 μm.     

刀具磨损监测技术及其在重型切削中的应用

在现代化切削加工系统中,刀具的磨损和破损会导致工件的报废甚至机床的损坏.刀具状态监测可以有效地改善磨损和破损给切削过程带来的不利影响,将刀具状态监测应用到重型切削水室封头过程中对于提高大型零件的加工效率及加工质量具有重要的意义.为了深入探讨刀具磨损监测技术及其在重型切削中的应用,以普通切削刀具磨损监测为研究对象,从信号...     

“CBN刀具切削加工适应性的研究”通过鉴定

由机械动力工程学院刘献礼教授负责研制的原机械工业部教育司科技基金项目“ＣＢＮ刀具切削加工适应性的研究”于元月２６日通过国家机械工业局组织的科技成果鉴定． 该项目通过对聚晶立方氯化硼（ＰＣＢＮ）刀具切削不同硬度材料的系统试验研究,得到了与硬质合金刀具切削机理差异和ＰＣＢＮ刀具切削不同硬度材料的适应性,并得到了ＰＣＢＮ刀具切削淬硬钢时金属软化效应产生条件及其对切削过程及加工表面的影响规律,通过对 ＰＣＢＮ刀具磨损规律及已加工表面的研究得到了ＰＣＢＮ刀具最优切削参数,从而提高了ＰＣＢＮ刀具的使用寿命,较…     

钛合金TC4的切削温度场分析及刀具磨损研究

在硬质合金刀具切削加工钛合金过程中,刀具磨损是限制刀具寿命的主要因素之一,而切削温度与刀具磨损、加工精度和工件加工表面的完整性密切相关。因此,研究切削过程中的切削温度变化规律及刀具磨损规律有助于提高生产率,降低生产成本。借助Deform-3D有限元软件,对硬质合金刀具切削钛合金过程中的切削温度场及刀具磨损进行了仿真分析,得出了切削速度、进给量、切削深度和刀具前角的动态变化对切削温度的影响规律以及刀具磨损量随切削温度的变化规律,此规律对切削参数的选择和刀具寿命及磨损的研究具有重要的指导作用。     

基于知识处理重型切削数据库的设计与实现

针对重型切削中数据存储和处理问题,依据专家系统设计思想,结合手册数据和专家知识,实现了基于知识的切削数据库管理系统,可根据实际加工条件合理地选择刀具参数及加工参数,经模拟运行,系统可缩短刀具设计时间,提高加工效率、延长刀具寿命。     

刀具几何角度对高速铣削性能影响的仿真分析

切削力和切削温度是影响刀具耐用度及被加工表面质量的重要因素,其中刀具几何角度在金属切削加工过程中对切屑的形成、切削力的大小以及散热条件等影响很大。因此,合理地选择刀具几何角度对提高刀具使用寿命和生产效率、降低生产成本具有重要意义。以铝合金7075-T651高速铣削为研究对象,借助金属切削工艺软件AdvantEdge对铣削加工进行模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,并结合单因素法,分析了不同刀具角度的选择对切削力和切削温度的影响。该结果为高速铣削刀具几何角度的选择提供参考。     

复杂曲面加工过程准适应控制

建立了复杂曲面加工准适应控制系统．该系统以切削功率和工件表面粗糙度为约束，通过改变刀具切削进给速度，改善了机床切削特性，提高了加工效率．且该系统适用于任意数控机床．     

浅论国内外刀具的发展趋向

本文综合论述了目前金属切削刀具发展中的几个主要趋向,指出采用新型刀具材料和高效率刀具;改进刀具的几何角度及刀具结构对提高切削加工效率,攻克切削加工中的某些关键问题具有重要意义,文中还对加工难加工材料的刀具和自动线刀具的要求和特点,作了扼要的介绍。     

Influence of Thermal Load on Mechanical Property of Cemented Carbide Material and Heavy Cemented Carbide Inserts Life

A large amount of cutting heat is produced during the heavy cutting process,and insert life is restricted by the effect of thermal load.The thermal load experiment of cemented carbide SCS,WF and YT15 is carried out,and the results show that the bending strength and fracture toughness of cemented carbide material decrease obviously under cyclic thermal load,while in the cooling process,the material mechanical property changes worse suddenly.The high-temperature mechanical property of SCS is the most stable,and that of YT15 is the worst.Further,a relation model among cutting temperature,cutting parameters and insert life is established.Finally,the measures to improve heavy cemented carbide inserts life are summarized from the aspects of cutting parameters selection,insert optimization design and TiCN,Al2O3,TiN complex insert coating.The research results are expected to provide support and reference for heavy cutting technology and insert technology.     

精磨硬质合金数控刀片切削与磨损性能的实验研究

对YT14三角形硬质合金数控刀片的切削与磨损性能进行了实验研究.在实验中,针对两种不同精度级的数控刀片进行了切削性能和磨损特性对比实验.实验表明：刀片精度级越高,其磨损速度越低.用高精度级刀片进行切削加工,不仅可以提高工件的加工表面质量,还可延长刀片的使用寿命,从而节省刀片的购置费用,具有可观的经济效益和社会效益.     

端铣切削可转位铣刀片刃前区温度场分析

端铣切削难加工材料3Cr1Mo1/4V过程中产生切削高温,导致刀片破损速度加快,使用寿命降低.因此精确控制切削热和准确测量切削温度成为决定此类难加工材料切削性能的关键因素.通过可转位铣刀片断续车削模拟端铣切削的实验方案,利用红外辐射测温法分析切屑自由端表面的温度分布规律,并借助有限元软件的热传导单元获得刀-屑接触区及切屑内部的温度场分布.研究结果表明,断续切削实验方案及有限元模拟可有效用于铣刀片刃前区温度场分析,从切屑一侧研究切削热及切削温度,为优化设计铣刀片槽型,提高刀具寿命和加工效率等奠定基础.     

基于ANSYS环境切削刃温度的有限元建模与多步反向仿真

使用PCBN刀具对淬硬工具钢Crl2MoV（62±1HRC）进行了精密干式硬态车削试验．依据精密干式硬态车削的特点,建立了小切深．大刀尖圆弧半径一斜角车削条件下的切削层几何模型,提出半月牙形区域为刀具的主要吸热区,并建立了PCBN刀片的有限元模型．在人工热电偶测得的刀具指定点温度的基础上,运用多步反向仿真法,利用ANSYS软件仿真了四种不同切削速度下的切削刃温度,结果表明,切削刃温度在725-1053℃之间变化,仿真值与试验值的绝对误差小于5％,满足目标要求．该方法在生产实践中具有实际的指导意义与参考价值．     

超高速切削Inconel 718刀具寿命研究及切削参数优化

针对Inconel 718加工时,切削效率低和刀具磨损严重,通过角正交试验对Sialon陶瓷刀具超高速切削Inconel 718的刀具寿命及磨损机理进行了研究,同时利用等效率-等寿命响应曲面法,对切削参数进行了优化,获得了干切削状态下刀具寿命的经验公式,得到陶瓷刀具超高速切削Inconel 718主要的磨损机理是粘结磨...     

W18Cr4V钢离子渗氮─—高频复合处理后组织与性能的研究

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢离子渗氮─—高频复合处理后的组织与性能。并进行了耐磨性和刀具使用寿命的对比试验。结果表明，该钢经复合处理后，具有较好的表面硬度和良好的耐磨性，显著地增加了刀具的使用寿命。证明该工艺应用于小型高速钢刀具的热处理是可行的。     

Tribological performance of TiAlSiN and TiAlCrN/TiAlN coating blades

A new laboratory evaluation method for the coating blade was developed, and the tribological properties of coating blades with different Ti-based coatings were studied by UMT-2 tribometer. Comparison between the areas of scratches before and after the cutting experiment was used to evaluate the cutting performance of the blades. Results showed that friction coefficient of TiAlCrN / TiAlN coating was significantly lower than that of TiAlSiN coating. Analysis of the worn surface revealed that the TiAlSiN and TiAlCrN / TiAlN coatings in the dry turning process exhibited sign of inhomogeneous adhesive wear and abrasive wear. TiAlCrN/TiAlN coating has a longer working life and better anti-wear property because of its duplex coating.     

振动车削夹片过程中动态变化的研究

基于振动切削机理,对夹片车削中刀具——工件振动系统的动态变化进行了研究,提出降低切削力的方法,该方法提高了加工精度、并具有切削温度不高和消除积屑瘤的效果。     

基于最小表面磨损率的铁基高温合金车削加工研究

根据最小表面磨损率理论,使用涂层硬质合金刀具对铁基高温合金GH2132进行了干式车削试验。采用单因素法优选切削参数,建立了最小表面磨损率条件下切削力、切削温度及表面粗糙度与切削用量之间的关系,借助电子扫描显微镜(SEM)对试验中产生的加工现象和刀具磨损机理进行了阐述。试验结果表明:刀具在进给量f=0.1 mm/r,切削深度ap=0.1 mm,切削速度v=90 m/min条件下切削时,刀具磨损强度最低,消耗最少,切削路程最长,加工精度最高;刀具的磨损机理前期以涂层剥落为主,后期主要表现为疲劳引起的切削刃崩刃。