金属板材分切圆盘剪失效形式及改进措施

圆盘剪的精度是金属板材精密分切的必要条件,对圆盘剪分切原理和受力进行了分析,研究发现圆盘剪的主要失效形式为刃口钝化、刀刃产生裂纹和崩刃等。通过研究磨损形式、磨损机理,提出减少圆盘剪失效的方法,延长刀具的寿命,从而降低分切成本。研究圆盘剪的失效,对精密板材分切具有现实指导意义。     

大型圆盘锯片刀预加应力的探讨

钢管厂、型钢厂等冶金行业在锯断型材、管材的过程中,经常采用大型圆盘锯片刀。这种圆盘锯片刀一般都用中碳钢制成基体,开出缺口,然后在缺口上焊上硬质合金刀片,再在其上磨出刃口,其状如图1。目前常用的规格有下列几种: φ1600mm×9mm(厚)×180齿 φ965mm×6mm(厚)×60齿 φ965mm×6mm(厚)×50齿 φ1200mm×8mm(厚)×140齿 在实际使用中,这种圆盘锯片刀的寿命与各种生产厂牌有关,进口名牌寿命长一点,品牌差一点的则寿命短一点,主要表现在硬质合金刃口的崩裂上。大多数使用者只注意到硬质合金的材质、刃口的微裂等方面,很少注意到刀体的处理质量问题。近年来为解决微裂问题,刃口钝化机已普遍开始采用,而刀体的预加应力的重要性则没有引起足够重视。     

圆盘分切刀

<正>近年来,由于电子装备和家用电器需求量大幅度增加,电容器、计算机带。磁带市场十分活跃。国内引进了不少分切机,如日本的NS-TBⅡ型、FH-600型、NS-TH4A型,与之配套的刀具以前主要靠进口。为了实现此种刀具的国产化,我厂开发了圆盘分切刀。 分切刀分为上刀、下刀,装入分切机刀轴上,利用滚剪原理来分切厚度为0.01～0.1mm成卷的各种电容器纸、铝箔、金属化薄膜、电影胶片、计算机带及磁带等。     

圆盘分切刀

近年来由于电子装备和家用电器需求量大幅度增加,电容器、计算机带、磁带市场十分活跃。国内引进了不少分切机如日本的NH-TB Ⅱ型、FS-600型、NS-TH4A型等,与之配套刀具以前主要靠进口,为了满足市场需求,立足国内供给,我们开发了圆盘分切刀。 分切刀分为上刀、下刀,装在分切机刀轴上,利用滚剪原理来分切厚度为0.01～0.1mm成卷的各种电容器纸、铝箔、金属化薄膜、电影胶片、计算机带及磁带等,见图1。 一、分切刀上刀 1.上刀的结构与选材 以NS-TB Ⅱ型分切机上刀为例。上刀为碟形刀片见图2,装入刀架后,根据分切材料的宽度及数量再装入刀轴见图1。 日本<东京制作所>选择上刀材料为W系高速钢,牌号SKH2(W18Cr4V),我厂采用Mo系高速钢,牌号     

金属带材少无毛刺精密分切加工新工艺分析

在分析金属带材分切加工过程及其主要缺陷和分切毛刺去除技术的基础上,提出将上下成对圆盘刀设置为轴向负间隙、径向正间隙,在分切过程中,金属板材表面形成剪切缺口但不分开,随后增设压力分断辊使残留材料层延性断裂分离,亦即"塑性剪切压迫分离"。通过设置上下圆盘刀间隙,使刃口作用区材料处于压应力状态而塑性剪切变形形成切口,再经分断辊压力作用,产生二次变形分离,实现少无毛刺精密分切加工。     

TC4钛合金高速铣削加工刀具失效机理研究

以TC4钛合金为试验材料,采用超细硬质合金PVD涂层刀具进行高速铣削加工,研究刀具在铣削TC4材料时的失效机理。试验通过采用扫描电子显微镜(SEM)和元素能谱检测(EDS),分别对失效刀具的刃口区域、前刀面区域、后刀面区域的磨损进行失效形貌检测和合金元素成分的分析测试。研究表明:超细晶粒硬质合金PVD涂层刀具进行TC4钛合金高速铣削加工时,刀具的失效形式在不同加工区域各有不同,刃口以黏结磨损失效和热—机械疲劳磨损失效为主,前刀面和后刀面以黏结磨损失效为主,刃口的热—机械疲劳裂纹扩展到前刀面和后刀面,并加剧了刀具的崩缺失效。     

圆盘剪分切断面形貌形成机理研究

为深入分析圆盘剪分切加工机理和提高分切质量,应用DEFoRM-2D仿真软件研究圆盘剪分切过程中镀锌板断面形貌特征及形成机理,仿真与试验结果具有较好的一致性。断面形貌特征的形成与分切过程中板材的应力应变状况密切相关,利用板面历史最大切应力变化可以预测塌角和挤压带宽度的变化趋势,根据塌角开始和终止成形时刀具行程差可以判断塌角高度变化趋势。随着离圆盘刀侧边距离的增大,塌角区板面的历史最大切应力先增大后减小,而挤压带板面切应力逐渐减小。随着圆盘刀的切入,板材的剪切力先急剧增大,然后缓慢增大到峰值后缓慢下降,出现裂纹后迅速减小。圆盘刀之间的侧向间隙直接影响板材的应力应变、裂纹的形成及其扩展,从而决定板材的剪切力和分切断面形貌,较大的侧向间隙有助于裂纹的扩展。     

高速干车削钴基高温合金的陶瓷刀具磨损机理研究

针对难加工材料钴基高温合金GH605,采用Al2O3基和Sialon基陶瓷刀具进行高速干车削试验,分析在不同切削速度下的刀具后刀面磨损量、刀具磨损形式以及磨损机理.研究表明:Sialon基陶瓷刀具后刀面磨损量大于Al2O3基陶瓷刀具后刀面磨损量;Al203基陶瓷刀具主要磨损形式为前后刀面的正常磨损、前后刀面的非正常剥落和微崩刃,低切削速度时磨损机理主要为磨粒磨损、黏结磨损,高切削速度时还伴有氧化磨损;Sialon基陶瓷刀具磨损形式主要以破损为主.该研究可以为高速干车削钴基高温合金的高性能陶瓷刀具的设计、刀具寿命预测等提供理论指导.     

基于车铣技术的刀具磨损和破损分析

在车铣加工中心上，分别采用硬质合金和TiN涂层硬质合金刀片，对铝合金和不锈钢工件进行了车铣加工的刀具磨损试验，研究分析了车铣刀具的磨损和破损特征。研究表明，车铣铝合金的刀具磨损机理主要以刀具表层材料的黏结磨损为主，而车铣不锈钢的刀具磨损机理主要以刀具表层材料的疲劳-剥落磨损为主。车铣不锈钢时，刀具的损坏形式常常以微崩刃、前刀面的剥落和碎断等破损形态为主。     

高速铣削69111不锈钢的硬质合金刀具磨损机理研究

使用硬质合金刀具进行69111不锈钢的高速干铣削试验.通过采用电子扫描显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌和能谱分析仪(EDS)分析磨损表面及磨损边缘处的元素分布,对刀具的前、后刀面的主要磨损机理进行了分析.研究结果表明:使用硬质合金刀具高速干铣削69111不锈钢时,刀具的前、后刀面的主要磨损机理均为粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损;并且由于铣削过程中,刀具前刀面的铣削温度明显高于后刀面的铣削温度,导致前刀面的磨损程度较后刀面严重.     

镀锌板圆盘剪分切过程材料形变机理研究

为深入分析圆盘剪分切加工过程,应用DEFORM-2D仿真软件模拟了镀锌板圆盘剪分切加工过程,仿真的分切断面形貌与实验结果一致。在此基础上,综合运用实验研究和有限元数值模拟方法,深入研究了圆盘剪分切加工过程材料的塑性流动规律及剪切断裂机理。研究表明,分切过程中材料的塑性流动直观体现在金相组织的变化上,随着刀具的切入,刃角附近材料的等效应力、主应变的强度和范围逐渐增加,晶粒细化程度和范围也逐渐增加。进一步分析了分切断面中剪切带和断裂带组织微观形貌的变化规律,结果表明板材分切断面的形成过程是大量微观空穴萌生、成长、合并和裂纹传播的结果。     

圆盘剪分切工艺有限元仿真研究

基于金属板材圆盘剪分切工艺,应用DEFORM-2D仿真软件建立了金属板材的圆盘剪分切模型,采用Oyane韧性断裂准则仿真研究了304不锈钢板材圆盘剪分切加工过程,探讨了圆盘刀轴向间隙、刃角半径、压板力、板厚等工艺参数对分切断面形貌特征的影响规律。轴向间隙是影响分切断面形貌特征的主要因素,随着轴向间隙的增大,塌角高度增大,剪切带高度减小。刃角半径对断面的塌角高度、剪切带高度影响不大,对毛刺高度影响最大,随着刃角半径增大,毛刺高度增大。压板力对断面的塌角高度、剪切带高度影响很小,对毛刺影响较大,随着压板力增大,毛刺高度有下降趋势。板厚对分切断面塌角和毛刺影响不大,对剪切带高度影响很大,随着板厚的增大,剪切带高度增大。     

基于CSM模型的硬岩TBM滚刀磨损预测方法

为解决硬岩TBM在掘进时滚刀磨损检测难的问题,以岩石断裂力学为理论基础,深入分析了TBM滚刀的破岩机理,并基于Colorado school of mincs(CSM)模型提出了一种新的滚刀磨损预测方法。通过滚刀与岩石相互作用的力学模型,利用刀盘比能预测了滚刀的磨损。结合秦岭隧道工程实例,对滚刀磨损水平进行了量化研究,预测结果与实际情况相符,从而验证了模型的有效性。     

活塞环槽加工硬质合金成型刀具的设计

在分析铝硅合金活塞环槽功能、技术要求及其加工工艺的基础上,设计了活塞环槽精加工用硬质合金成型车刀。该刀具定位装夹方便、使用寿命长,加工的活塞环槽宽度尺寸稳定、槽侧面表面质量好。通过切削试验对刀具材料和刃带宽度进行了优选,确定刀具材料为YD15(相当于ISOK10、M10),刃带宽度为0.25mm。     

NOMEX蜂窝复合材料超声切削锯齿圆盘铣刀动力学分析

针对圆盘铣刀超声切削过程中出现易碎及抱死等问题展开分析,提出一种用于Nomex蜂窝复合材料超声切削加工的新型锯齿圆盘铣刀。为了保证新型刀具满足生产使用要求,对新型锯齿圆盘铣刀展开分析,推导建立了锯齿圆盘铣刀的动力学模型;应用有限元软件ABAQUS对锯齿圆盘铣刀进行模态分析,验证了锯齿圆盘铣刀结构设计的合理性,为刀具的进一步发展研究提供参数支持。结果表明:锯齿圆盘铣刀第十二阶振型理想,振动稳定,振幅分布有规律,楔角θ=12°为锯齿圆盘铣刀结构的最优选择,符合超声切削加工对刀具的要求。     

基于多个隧道掘进机工程数据回归分析的滚刀磨损评价方法

为了评价不同隧道工程围岩对隧道掘进机(TBM)滚刀磨损的影响,解决滚刀磨耗难以准确预测的问题,基于北疆供水二期、吉林引松供水、陕西引汉济渭、大瑞铁路高黎贡山、深圳地铁10号线等多个隧道(洞)工程T MB滚刀磨损数据,选取岩石单轴抗压强度、岩石等效石英含量、岩石磨蚀性指标、岩体完整性指标、滚刀破岩体积磨损速率等参数进行数...     

TC4钛合金深槽插铣加工

针对钛合金深槽开槽加工效率较低的问题,对TC4钛合金深槽进行插铣开槽试验研究,并对其已加工表面形貌、切屑形态、刀具磨损及切削效率进行了分析。结果表明:插铣加工表面粗糙度较大,铣刀的端面刃为主切削刃,刀具磨损主要发生在铣刀的端面刃。对于钛合金深槽的开槽加工,插铣加工切削过程平稳,具有比层铣更高的切削效率。     

基于数控纵切自动车床上镍基高温合金的加工

随着航空航天工业的发展,对于高温合金工件的需求日益增长。针对镍基高温合金现场加工难、切削性能差和刀具磨损快等问题,本文在数控纵切自动车床上采用切削试验的方法,对镍基高温合金GH2132在不同切削工况下的刀具磨损以及零件表面质量进行了对比分析,明确了适用的刀具和合理的切削用量及切削速度。分析认为,性能优异的涂层刀具在选择了合适的进给量之后,完全能够满足镍基高温合金的切削加工,相对于其他硬质合金刀具,无论在生产效率还是产品质量方面,都有了很大的提升,并且节约了生产成本。