氧化铝基陶瓷刀切削可靠性研究：基于磨损的刀具可靠性

以氧化铝基陶瓷刀具磨损寿命的随机特性分析为基础，提出并验证了基于磨损的陶瓷刀具可靠性的理论模型。结果表明：其磨损寿命很好地服从对数正态分布；可以用刀具磨损寿命变异系数来评价基于磨损的氧化名基陶瓷刀具的切削可靠性。     

陶瓷刀具的磨损寿命可靠性

在连续切削的条件下，Ａｌ２Ｏ３基陶瓷刀具的失效形式是以磨粒磨损为主的磨损失效，其磨损寿命服从对数正态分布。提出了利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法同切削试验相结合的方法计算Ａｌ２Ｏ３基陶瓷刀具磨损寿命的经典可靠度与模糊可靠度。结果表明刀具材料的断裂韧度对两种可靠度的影响都较为明显，因而可以利用断裂韧度来估算磨损寿命可靠度。模糊可靠度的计算结果更为合理。     

Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢的刀具寿命研究

采用对角正交回归试验法,求得Al2O3基陶瓷刀具切削300M超高强度钢的刀具寿命经验公式,并分析了切削用量对刀具寿命的影响.通过扫描电子显微镜的观察和能谱分析仪的分析,对Al2O3基陶瓷刀具的损坏形态和磨损机理进行了研究.研究表明:Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢时,粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理;合理的切削参数为:切削速度200～300 m/min、切削深度0.1～0.15 mm、进给量0.05～0.1 mm/r.     

刀具磨损的随机模型及其在刀具可靠性试验中的应用

基于马尔可夫随机过程理论建立了刀具磨损的随机理论模型。根据此模型,刀具有任意时刻的磨损量和任意磨钝标准下的刀具磨损寿命都应该服从对数正态分布。实验结果和建立的理论模型符合较好,表明该理论模型在一定条件下是符合实际的。根据所建立的模型和加速寿命试验的原理,将刀具可靠性理论和泰勒公式结合起来,可以充分利用现有的切削数据对刀具的可靠性进行评价。     

基于鞍点逼近的陶瓷刀具磨损寿命可靠性分析

讨论了连续切削条件下以磨粒磨损为磨损失效模式的Al2O3基陶瓷刀具的磨损寿命可靠性问题。根据应力-强度干涉理论,建立了Al2O3基复相陶瓷刀具磨损寿命的极限状态方程。在基本随机参数概率分布已知的前提下,利用等效正态分布法,将服从Weibull分布的断裂韧度KIC和硬度H进行等效正态化,进而将鞍点逼近理论应用到陶瓷刀具磨损寿命的可靠性分析中,得到了极限状态方程的概率密度函数曲线和累积分布函数曲线,并且将鞍点逼近法得到的分析结果与Monte-Carlo数值分析结果进行了对比,结果表明,所述方法精度颇高、计算速率较高。     

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.     

陶瓷刀具的破损寿命及其可靠性

利用切削试验与Monte Carlo仿真相结合的方法，建立了刀具破损寿命与抗弯强度的函数关系，给出了计算陶瓷刀具破损寿命可靠性的计算模型。计算结果证明，在切削条件不变的前提下，破损寿命由抗弯强度决定，其可靠性受抗弯强度的Weibull分布参数的影响。     

基于模糊理论的刀具寿命可靠性

分析刀具寿命合理值的模糊性,把刀具寿命合理值视为模糊变量。根据可能性理论,给出表征刀具寿命合理值的模糊约束和可能性分布函数。在考虑刀具寿命合理值存在的模糊性时,刀具寿命的清晰允许区间应该变为模糊允许区间。基于模糊集定义表示刀具寿命模糊允许区间的隶属函数。根据模糊概率理论,提出刀具寿命可靠性的计算公式。实例计算表明,基于模糊概率理论计算出的刀具寿命可靠性能充分体现刀具的模糊工作状态,可避免和减少通常强制换刀具产生的经济损失。     

氧化铝基纳米复合陶瓷刀具连续切削铸铁HT200切削性能研究

实验中,刀具磨损情况研究发现会随着切削速度的提高而加剧,失效形式以粘结磨损为主。当采用的切削速度较低时,前刀面的月牙洼磨损成为陶瓷刀具磨损的主要形态,边界磨损和后刀面磨损也很严重。而且在切削的过程中,微崩刃现在也会发生;随着切削速度的提高,崩刃成为刀具的主要失效形式。本文结合现有实验条件,从实用性角度出发,对氧化铝基纳米复合陶瓷刀具车削铸铁的切削性能进行了研究。     

PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命

研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。     

陶瓷刀具车削TC4钛合金磨损特性的研究

为研究陶瓷刀具切削钛合金的磨损机理,采用CC6060陶瓷刀片对TC4钛合金进行了干式车削试验。结果表明:陶瓷刀具干式切削TC4钛合金时,磨损形貌以前刀面月牙洼磨损、后刀面沟槽磨损和刀尖破损为主,磨损机理主要是粘结磨损和氧化磨损。随着切削速度的增加,刀具磨损加剧,刀具寿命降低。CC6060陶瓷刀片干式切削钛合金时的使用寿命很低,不适于干式切削钛合金。     

陶瓷刀具高效干车削冷轧辊的刀具磨损机理

采用陶瓷刀具干车削硬态条件下的冷轧辊,分析了不同切削条件下陶瓷刀具的寿命、刀具磨损形态,并分析了裂纹、剥落和崩刃过程。试验和理论分析证实:陶瓷刀具高效切削冷轧辊时,裂纹的生成和扩展是造成刀具失效的主要磨损机理。     

车削氧化铝陶瓷刀具磨损有限元仿真研究

基于修正的Johnson-Cook本构模型,在DEFORM中进行氧化铝陶瓷的切削仿真,分析了切削速度、切削深度及切削路程对刀具磨损量的影响。研究结果表明,刀具的最大磨损深度随切削速度的增大而减小、随切削深度的增加而增加。磨损深度随切削路程变化的仿真结果表明,切削过程中的刀具磨损可分为3个阶段,即初期磨损阶段,正常磨损阶段及急剧磨损阶段。     

刀具在高速切削时的磨损机理研究

分析了高速切削时刀具的磨损形态,综述了典型高速切削刀具材料在高速切削时的磨损机理,讨论了高速切削铸铁时,陶瓷刀具、金属陶瓷刀具的磨损寿命.     

高速切削刀具磨损寿命的研究

分析了高速切削时刀具的磨损形态 ,综述了各种高速切削刀具材料 (包括陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具 )高速切削时的磨损机理 ,讨论了高速切削铸铁、淬硬钢和镍基合金时刀具的磨损寿命。     

氧化铝基陶瓷刀具切削可靠性研究——力学性能的随机特性分析

本文全面分析了氧化铝基陶瓷刀具材料力学性能的随机特性。线性回归分析和Ｋ－Ｓ分布拟合检验的结果表明：材料的硬度，抗弯强度和断裂韧性很好地服从三参数威布尔分布，分布参数随刀具材料成分而异。     

氧化铝陶瓷刀具的发展和应用

介绍了氧化铝陶瓷刀具的种类和发展现状，阐述了氧化铝陶瓷刀具的切削性能及应用，提出了陶瓷刀具使用中的注意事项，并指出陶瓷刀具的应用范围。     

各种新刀具材料的性能和用途

本文介绍氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化物陶瓷、纤维强化陶瓷,以及涂层刀具、立方氮化硼和金刚石等刀具材料的性能及其用途。     

激光辅助加热切削氧化铝工程陶瓷的刀具磨损试验研究

氧化铝工程陶瓷具有较高的强度、硬度和较好的耐磨性,是典型的难加工材料,激光辅助加热切削是加工这种高硬度材料的有效方法之一。通过对氧化铝工程陶瓷在激光辅助加热切削时立方氮化硼(CBN)刀具的磨损试验,研究了激光功率、主轴转速和进给速率等不同工艺参数对刀具磨损所产生的影响。结果发现,CBN刀具的磨损形态主要表现为前刀面和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是磨料磨损和粘结磨损;同时还发现,与普通切削相比,采用辅助加热切削可以明显减小刀具的磨损。     

陶瓷刀具的应用

我公司对陶瓷刀具在生产中应用有较长时间的历史。在总结试验、推广和使用陶瓷刀具的经验基础上,写成这篇总结性材料,供大家商讨。 一、陶瓷刀具材料的特性 作为刀具的材料,按化学成分可分为高纯氧化铝陶瓷、复合氧化铝陶瓷和复合氧化硅陶瓷。