黑色金属的金刚石超声振动切削

黑色金属的金刚石超声振动切削大连理工大学（１１６２２４）张元良刘欣方加宝董桂英陈懋圻迄今为止,在生产中,天然金刚石只能用于切削有色金属、塑料及某些晶体材料,不能加工钢铁等黑色金属。这是因为在切削黑色金属时,金刚石刀具的磨损极快,使切削难以持续进行。在...     

金刚石精细切削黑色金属研究

一、前言金刚石切削加工技术作为超精密加工的重要组成部分，广泛用于有色金属及一些复合材料的加工。但金刚石不能加工黑色金属，原因在于金刚石是碳同素异性体，切削黑色金属时，两种材料的碳原子相互摩擦、渗透，形成很强的粘结力而粘结，最终刀具的粘结区被黑色金属粘附过去，出现点蚀，这种点蚀重复作用，使金刚石刀具产生严重磨损。由于实际应用中的精密零件，黑色金属及其合金材料占多数，一些传统的加工方法成本高，容易出现质量不稳定的现象，形状复杂的零件难以加工，为此，本文采用超声振动切削加工方法，对金刚石精细切削黑色金…     

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。     

黑色金属的超低温金刚石超精密切削

黑色金属的超精密切削问题一直是超精加工领域中未能解决的难题。本文提出了在超低温状态下用天然金刚石单晶车刀超精密切削黑色金属的新工艺,为解决这个难题开辟了新的途径。实验结果表明,在超低温状态下,金刚石车刀切钢时的急剧磨损可以有效地被抑制,刀具寿命增加,从而使黑色金属的金刚石超精密切削成为可能。     

金刚石刀具振动切削颗粒增强金属基复合材料的切削机理研究

金属基复合材料(MMCs)具有强度高、密度小的特点,可广泛应用于航空航天和汽车领域,但是这种材料的难加工特性限制了其进一步推广。采用超声振动切削可以降低切削力和切削热效应,对于难加工材料和难加工零件的精密加工具有特效[1]。本文采用金刚石刀具进行切削试验,对超声振动切削金属基复合材料的切屑形态、切屑变形系数和剪切角、切削表面微观形貌与粗糙度、加工表面残余应力及刀具磨损等几方面进行了深入的研究,并与非振动切削方法进行了对比。     

金刚石切削刀具及其应用

介绍近几年正在迅速发展的金刚石切削刀具的特点，性能及其应用。     

黑色金属高温切削的研究

扼要综述国内外黑色金属超塑性的试验。抓住黑色金属获得超塑性的重要条件—温度及其控制,提出并论证利用理想热源激光加热获得超塑切削的方法。     

金刚石切削黑色金属时刀具磨损机理的摩擦磨损试验

为了降低黑色金属金刚石切削过程中的刀具磨损,提高表面加工质量和精度,对刀具磨损机理进行了研究.通过黑色金属金刚石摩擦磨损试验,模拟了实际切削过程中的刀具磨损行为;分别采用扫描电镜(SEM) 、X射线能谱仪(EDS)以及拉曼光谱仪(RS)对工件表面形貌、实验前后工件表面化学组分变化以及金刚石磨损表面的晶体结构转变进行了检测,同时提出了用石墨化程度作为试验过程中评价金刚石磨损的指标.试验结果表明:金刚石的磨损主要与机械力和温度有关,摩擦速度和工件材料中的含碳量对其影响相对较小;石墨化磨损、扩散磨损和氧化磨损等磨损机理共存,其中石墨化为导致金刚石磨损的主要原因.结合红外热像仪测温和热传导理论推算,近似获得了摩擦界面的真实温度,且随着温度升高15％,金刚石石墨化程度显著加剧83％.作者提出,应当综合考虑热-力耦合作用下的刀具磨损机理,以便进一步探寻抑制刀具磨损的工艺措施.     

超声振动辅助气体介质电火花加工硬质合金表面裂纹特性

提出了超声振动辅助气体介质电火花加工技术并简述了其加工原理。用自行研制的实验机床对硬质合金进行了加工实验,通过观察加工表面微观形貌以及显微裂纹,简单分析了超声振动-气体介质电火花加工硬质合金表面裂纹的形成及扩展机理。     

基于原子力显微镜扫描的金刚石刀具纳米刃口轮廓测量方法研究

基于扫描探针理论,本文介绍了一种超精神加工金刚石刀具刃口锋锐轮廓的测量方法,给出了测量图象并分析了测量结果,首次对金刚石刀具刃口轮廓参数进行了ＡＦＭ扫描原理下的初步评定。这一方法可提高金刚石刀具刃口锋锐度的测量准确度,对进一步分析刃口参数如何影响超精密加工表面质量具有指导意义。     

超声振动车削TC4钛合金的切削性能研究

为了探究超声振动车削过程中切削力和切削温度的变化规律,使用Third Wave Advant Edge切削仿真软件,基于POWER-LOW本构模型和ALE网格划分方法建立TC4钛合金车削加工的有限元模型,获得传统车削与超声振动车削的切削力和最高切削温度变化情况。结合超声振动车削中刀具切削速度和位移变化规律,对传统车削与超声振动车削的切削力和最高切削温度变化规律展开对比分析;探究超声振动车削中的工件进给速度、刀具振频和振幅对切削力的影响规律,实现各加工参数的最优组合,为实际加工提供参考。     

细长轴超声椭圆振动辅助车削试验

设计了铝合金细长轴超声椭圆振动辅助车削试验,测量了不同超声波电压下的刀具振幅。分析了铝合金细长轴超声振动辅助车削切削力变化规律,开展了普通车削与超声椭圆振动辅助车削单因素对比试验,对比了两种不同加工方法对切削力及细长轴不同区域表面粗糙度。试验结果表明:在相同切削参数条件下,超声椭圆振动辅助车削三个方向的切削力均小于普通车削切削力,并且随着振幅的增加切削力进一步降低。两种加工方式下细长轴的中间区域表面粗糙度均比两端差,但超声椭圆振动车削沿细长轴长度方向的表面粗糙度的均匀一致性优于普通车削。超声椭圆振动车削加工后的表面纹路较普通车削均匀缜密,且断屑效果优于普通车削,普通车削形成的切屑为连续切屑,切屑缠绕严重,而超声椭圆振动辅助车削的切屑形状为断续切屑,随着振幅的增大断屑效果提高。     

Tool Wear in Ultra-Precision Diamond Cutting of Non-Ferrous Metals with a Round-Nose Tool

Tool wear causes the loss of the original profile accuracy of the cutting edge and degrades the form accuracy of machined surfaces. The purpose of this research is to clarify the tool-wear mechanism and its effect on machining accuracy in ultra-precision diamond cutting with a round-nose tool. Controlled cutting tests of Al 6061 were performed on a two-axis, ultra-precision turning machine. Single-crystal diamond tools were used in the experiment. The tool-wear pattern was studied based on the observation of the wear zone using a scanning electron microscope. The topographic characteristics of the chips were examined and the effect of the micro-cutting geometry on the tool wear was investigated theoretically and experimentally. The mutual effects of crystallographic dependence of wear resistance of diamonds and the change in the cutting velocity during machining are believed to be the main reasons causing uneven wear along the cutting edge. Measures for reducing the effect of tool wear are also discussed.     

在普通精密机床上用人造多晶金刚石刀具进行镜面切削的研究

在普通精密机床上用人造多晶金刚石(PCD)刀具加工出镜面, 具有重要的实用价值和经济意义。     

超声振动车削的有限元仿真及参数优化

基于超声振动切削中的关键参数振幅、振动频率和切削速度,针对如何确定其最优值的问题,以典型的难加工材料不锈钢作为研究对象,利用ABAQUS建立有限元模型,通过数学模型和试验数据验证有限元模型的准确性,并结合优化软件ISIGHT进行联合优化,采用全局优化中的Evol进化优化算法得到超声加工中的最优刀具参数和最优切削参数。     

超声椭圆振动车削的切削特性

为了深入研究超声椭圆振动切削特性及其应用前景,通过建立超声椭圆振动切削模型,根据运动学方程,分析和推导出了切削占空比、振纹高度、振动频率、振幅之间的关系,揭示了超声椭圆振动车削表面粗糙度、加工精度、加工效率之间的相互关系。通过切削力和表面粗糙度试验对推导出来的结果进行了验证,试验结果表明有效减小切削力是超声椭圆振动切削加工应用的主要优势。     

超声振动辅助气体介质电火花加工实验机床的设计

提出了工具电极超声振动辅助气体介质电火花加工方法。设计了超声振动辅助气体介质电火花加工实验机床。实验结果表明,该机床能够满足超声振动辅助气体介质电火花加工的要求。