GH4169和K4169切削加工性能对比研究

GH4169与K4169分属变形镍基高温合金和铸造镍基高温合金，具有不同的成型工艺和热处理状态。开展了非涂层硬质合金刀具干切削GH4169和K4169的对比试验，从切削力、刀具磨损方面揭示了两种材料加工性能的差异，从力学性能及显微组织两方面解释了差异产生的原因。结果表明，试验各组参数下，两种材料切削力无显著差别；随着切削速度和进给量的增加，切削GH4169时刀具磨损形式由刀尖磨损过渡到后刀面均匀磨损最后转变成沟槽磨损，切削K4169时刀具失效形式主要为后刀面均匀磨损和沟槽磨损，并未出现严重的刀尖磨损，K4169组织中的C化物等硬质点是导致其切削力波动较大及刀具产生沟槽磨损的主要原因。     

基于细胞神经网络图像识别的刀具监控方法的研究

针对传统的刀具磨损状态监测方法与磨损程度无严格对应关系的缺点,提出一种新方法——采用普通的CCD摄像机拍摄刀尖形状的图像,经细胞神经网络图像处理后与正常的图像进行比较,判断刀具是否产生磨损。该系统可用于实现自动化精密加工过程中的实时在线工件形状监控和刀具诊断,仿真证明了理论算法的有效性。     

基于HNC-21T系统刀尖圆弧半径补偿与刀具磨损补偿的应用

基于HNC-21T数控系统介绍了数控加工中刀尖圆弧半径补偿与刀具磨损补偿的方法。分析了进行刀尖圆弧半径补偿的原因,介绍了HNC-21T系统数控车床加工中前置刀架上车刀的刀尖方位,并以实例说明刀尖圆弧半径补偿和刀具磨损补偿在数控加工中的应用。     

弯曲振动车削刀尖位置对于熨压特性的影响

分析弯曲振动车削过程中刀具以及工件的运动特性,建立刀具与工件的几何运动轨迹模型。理论上分析不同刀尖位置对于切削后材料的熨压效果以及刀具磨损情况。提出工件运动速度与刀具振动速度共线为临界位置的概念,当刀具低于临界位置时,刀具往回运动时不会接触切削表面不存在熨压效应,并且存在一个临界后角,当刀具后角小于临界后角时,将会发生后刀面干涉。当刀具高于临界位置时,刀具往回运动时后刀面对已切削材料表面具有冲击挤压作用存在一定的熨压效应,同时刀尖受到冲击挤压容易崩刃。通过刀尖上偏于临界位置的运动轨迹图发现,较小的后角可以有效地提高刀尖的强度,避免崩刃。通过实验,针对淬硬材料分析刀尖位置对于车削后的表面形貌以及刀具磨损情况,证明了刀尖位置对于表面形貌,熨压特性以及刀具磨损的影响。     

钛合金数控切削过程的有限元分析

为探究刀具几何参数对钛合金的切屑形态和刀具磨损的影响,以TC11钛合金为研究对象,基于DEFORM-3D建立了三维切削有限元模型,并且对其进行了有限元分析。结果表明:相同的刀具前角的情况下,刀尖圆弧半径越大,切屑的卷曲程度越小;相同的刀尖圆弧半径下,刀具前角越大,切屑的卷曲程度越大。刀尖圆弧半径对切屑宽度的影响较小,但是对切屑的卷曲半径影响较大。三向切削力的幅值和刀具几何温度的分布范围与刀尖圆弧半径都呈现出正相关关系。随着刀具前脚和刀尖圆弧半径的增大,刀具的磨损深度不断增大,刀尖圆弧半径越大,增大的趋势越明显。     

PCD刀具车削氧化锆陶瓷表面粗糙度及刀具磨损试验研究

为验证氧化锆陶瓷在大参数下的可加工性,使用PCD刀具对完全烧结的氧化锆陶瓷进行单因素硬态干式车削试验,以表面粗糙度为评价指标,研究了刀尖圆角半径、切削深度对已加工表面粗糙度的影响,通过对刀具磨损形貌和切屑进行观察,结合能谱图分析了刀具磨损形态、材料去除方式以及刀具的主要磨损机理。试验结果表明：在两组较大切削深度下,随着切削深度和刀尖圆角半径的增加,表面粗糙度总体呈现增大趋势;刀具磨损集中在刀尖处,主要形式是脆性剥落和黏结磨损。     

简易数控车床的编程和对刀方法

一、概述对于一个零件的加工，往往需要多把刀具参与切削，而每把刀具在转到切削方位时，其刀尖所处的位置一般是不相同的，而数控编程则需要知道每把刀具刀尖所处的实际位置。为了方便编程，传统的绝对尺寸编程方法一般并不考虑每把刀开始时刀尖所处的实际位置，解决各把刀具在切削位置刀尖位置不同的办法是系统专门设置了刀补功能，在％0号程序中设置各把刀具刀尖位置的补偿值，换刀后，在执行加工程序之前先走刀补值，使各把刀具的刀尖位置处于同一点，这一点称为刀具的参考点。举个例子，1号刀刀尖的位置如图1所示，O点为编程时设定的…     

基于声发射信号的带材剪切刀具磨损在线监测方法

在铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中，其刀具的状态对于保证加工质量至关重要。针对铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中的刀具磨损状态监测问题，提出了一种基于声发射信号的剪切刀具磨损在线监测方法。首先，通过搭建声发射监测设备确定了相应的参数，采集原始声发射信号进行了预处理，得到了剪切加工阶段的信号，将其用于后续处理；然后，分析了剪切刀具磨损以及带材质量随剪切加工过程变化的关系，并根据剪切加工过程中获取的声发射信号，进行了时域、频域、时频域特征提取，分析了获得的特征与刀具磨损之间的关系，利用ReliefF和主成分分析(PCA)算法进行了特征选择与降维处理，得到了具有良好相关性的特征；最后，基于所选特征，构建了支持向量机(SVM)人工智能模型，用以识别剪切刀具的磨损阶段。研究结果表明：随着刀具磨损的加剧，带材质量下降，声发射信号特征值与刀具磨损存在对应关系；采用ReliefF-PCA-SVM模型能够实现95.56%的分类准确率，能够有效地对剪切加工过程中的刀具磨损进行在线监测。     

不同材料和刀尖圆弧半径刀具加工TC4钛合金的表面质量及刀具磨损行为

采用聚晶立方氮化硼(PCBN)、TiAlN涂层硬质合金(2种刀尖圆弧半径)和Al_2O_3+TiC涂层硬质合金等3种刀具车削TC4钛合金工件,测试了刀具后刀面磨损宽度和工件表面粗糙度,观察了刀具的磨损形貌并分析了磨损机制;同时,研究了刀尖圆弧半径对工件表面粗糙度和切屑形貌的影响。结果表明:TiAlN涂层硬质合金刀具具有比其他2种刀具更长的使用寿命,且加工后工件的表面粗糙度最小、表面质量最好,其磨损形式主要为磨粒磨损和黏结磨损;PCBN刀具的失效形式主要为前刀面和后刀面崩塌,而Al_2O_3+TiC涂层硬质合金刀具的磨损形式主要为扩散磨损;刀尖圆弧半径的增大有利于提高TiAlN涂层硬质合金刀具的断屑能力以及加工工件的表面质量。     

基于ABAUQS仿真的涂层刀具切削奥氏体不锈钢刀具破损机理研究

利用ABAQUS软件对切削过程进行仿真,探究了涂层刀具切削奥氏体不锈钢时刀具的磨损机理,并结合实际切削试验进行对比。仿真结果表明,切削过程中刀尖附近所受应力最大,且随着切削速度的增加,刀尖处应力值急剧增大,这与实际切削过程中刀具破损形态是刀尖破损相吻合;同时,随着切削速度的增加,刀具出现刀尖破损的时间缩短,这也间接验证了仿真中刀尖应力值与切削速度呈正相关。上述结论验证了利用ABAUQS软件对涂层刀具切削奥氏体不锈钢过程进行仿真是合理可行的。     

刀具几何形状对数控车加工球面的影响

数控车床是一种高效自动化机床,而对其加工精度的要求也相应地提高了,所以,与普通机床相比,有些问题就很突出了。如刀具形状、一刀具定位、刀具磨损等等。这些问题一般是属于工艺性质的,但如不予解决,则即使数控系统工作得很精确,亦很难得到好的加工精度。 下面就车刀刀尖几何形状对加工精度的影响,谈谈我们的看法。 实际上,车刀刀尖不可能是一个绝对的几何点,而且,为了保证得到一定的加工光洁度,常磨成略带圆角。这在切削直线时,由于刀尖刃面上的切削点位置在切削过程中保持不变,如不考虑磨损,可以认为刀尖几何形状对切削精度没有影响,切削…     

微细铣削加工刀具磨损数值模拟的研究

采用商业有限元DEFORM-3D软件,建立了三维微细铣削加工模型,利用该模型动态模拟了硬质合金微径铣刀铣削加工2A12工件时刀具的磨损变化形态。结果表明,与常规刀具磨损形态不同,微径铣刀的磨损主要发生在刀尖处,后刀面磨损形态为近似三角形。针对这一特点,提出利用后刀面刀尖处的最大磨损高度hmax判断微径铣刀磨损量的方法,研究铣削方式对刀具磨损量影响的变化规律。仿真结果可用于预测刀具磨损变化规律,为微细铣削加工参数的优化、微径铣刀的合理选用、设计及进一步有效控制刀具磨损提供研究手段。     

PCD刀具微细铣削硬质合金刀具磨损研究

使用PCD刀具进行微细铣削硬质合金的刀具磨损试验,研究了PCD微细铣刀的磨损形态和磨损机理。结果表明,PCD微细铣刀的磨损主要集中在刀尖和底刃上,造成刀具磨损的原因主要包括粘结磨损、磨料磨损以及微崩刃。刀具磨损导致硬质合金加工表面粗糙度逐渐增大。     

基于动态树理论的刀具磨损监测技术

提出了基于动态树理论的刀具磨损监测方法,通过相关系数法提取传感器信号与刀具磨损最相关的几组特征,并采用具有局部记忆的B样条模糊神经网络建立刀具磨损量与声发射信号、切削力信号和振动信号特征之间的非线性映射关系,构造了任意加工条件下的刀具磨损监测系统,刀具磨损的识别结果由集成神经网络输出。试验结果表明,基于此方法构建的刀具磨损监测系统具有精度高、可靠度强、增殖性好和在线识别速度快等优点,值得工业推广。     

递归特征消除与极端随机树在铣刀磨损监测中的研究

针对金属铣削过程中刀具磨损监测问题，本文提出了一种基于递归特征消除和极端随机树相结合的刀具磨损监测模型。首先对力、振动和声发射信号的时域、频域特征进行提取，分别采用逻辑回归、分类与回归树、线性回归、线性判别分析作为递归特征消除的基模型进行特征降维。再利用处理后的特征对K近邻、支持向量回归、极端随机树模型进行训练，得出多种监测模型。通过对比刀具磨损拟合曲线图和分析评估结果的标准差，可得出基模型为分类与回归树的递归特征消除，与极端随机树算法相结合模型拟合度达到99.74%，评估结果的标准差为4.04。结果表明该方法能够实现对铣刀磨损的有效监测，从而提高零件加工质量。     

钛合金高速铣削刀具磨损机理和预测方法研究

钛合金的加工非常困难,刀具磨损严重。为了尽可能减小刀具磨损,在高速铣削状态下能预测刀具的耐用度,本文研究了在高速铣削钛合金时刀具磨损的机理,并提出了一种基于切削试验的刀具磨损预测方法,建立了粗、精加工两种状态下刀具磨损预测数学模型,研究了顺逆铣方式、刀尖圆弧半径对刀具磨损的影响。     

车削加工陶瓷材料时刀具磨损表面形态的研究

分别使用硬质合金刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具对氟金云母陶瓷及二硅酸锂玻璃陶瓷材料进行车削试验。利用显微镜观察刀具磨损形貌,通过能谱分析研究了刀具的磨损机理。试验结果表明,刀具磨损部位主要集中在刀尖和后刀面,刀具磨损形式主要为磨料磨损和粘结磨损。用硬质合金刀具车削氟金云母陶瓷时,切削深度越小,磨料磨损越严重。     

精密数控机床铣刀故障监测方法的研究

刀具在加工过程中不可避免的存在着磨损和破损现象,刀具的消耗直接导致工件精度下降和生产成本增加。开展了一系列实验,深入研究刀具状态监测方法,构建了新型铣削过程刀具磨损监测试验系统。通过振动传感器和声发射传感器对铣削过程中不同磨损程度刀具的信号进行检测、采集、分析。选择对刀具磨损状态反映敏感的特征量。采用BP神经网络,建立刀具磨损特征向量与刀具磨损状态之间的非线性映射关系。     

基于刀具磨损速率的刀具设计及优化

为了改善钛合金紧固件环槽车削加工中刀具磨损严重的问题,运用正交实验法,对刀具的前角、后角、刀尖半径等几何参数与刀具磨损速率之间的关系进行研究,得到不同刀具参数下的刀具磨损速率。通过数据分析,建立刀具磨损速率预测模型。采用最小二乘法对预测模型进行参数辨识,运用粒子群算法对预测模型进行求解,得到磨损速率最小时刀具的几何参数,同比磨损率最大时下降了13.4%,为切槽车刀的制造提供了理论依据。     

超精密切削镍磷合金镀层模辊及刀具磨损特性研究

研究了金刚石刀具对具有镍磷合金(NiP)合金镀层的压印模辊进行长距离连续切削时刀具的磨损情况。首先,通过金刚石超精密辊筒车床对大尺寸NiP合金镀层模辊进行精密V槽切削。然后,利用加工好的V槽模辊进行卷对卷压印实验,通过压印片材上不同位置的表面粗糙度测量分析了刀具从切削开始到结束过程中的磨损情况。最后,利用Advant Edge软件进行了有限元模拟切削过程中刀尖温度分布状态,同时对比了切削过程中不同位置处刀尖的轮廓线。实验结果表明:金刚石刀具切削NiP合金镀层模辊时刀具的磨损过程是有一个先慢后快的规律,即刀尖切削刃发生石墨化转变产生为崩刃以后,刀具的磨损速率明显加快。