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。     

实用化振动切削技术——椭圆振动车镗工艺及装备

椭圆振动车镗技术是一种主要应用在精密切削领域内的特种加工技术，特别是在提高工件的表面质量、刀具的使用寿命和薄壁零件的加工精度等方面效果显著。我们最新研制了椭圆超声波振动车镗系统，并对不同材料进行了切削试验，取得了很好的工艺结果，充分体现了超声波振动车镗技术在实际切削加工中的优势。     

超声波振动车削

随着科学技术和生产技术的日益发展,金属切削加工技术也在不断前进。超声波振动车削象等离子加热切削、导磁切削、导电切削、低温切削等许多利用物理或化学作用与金属切削加工相结合的新切削加工方法一样,是一项崭新的金属切削加工技术。超声波振动车削不是再沿用改善刀具几何角度、改变刀具材料和改进刀具结构等措施来改善切削过程,而是通过超声波发生器、换能器、变幅杆、刀杆等谐振系统及装置,使车刀高频小振幅Z向     

工具钢在超声波振动条件下的切削研究

运用超声波振动驱动PCD刀具对Stavax工具钢进行切削试验,并对比研究普通切削和超声波振动切削的加工工件表面粗糙度和刀具磨损试验结果,获得超声波振动切削时工件表面粗糙度、刀具磨损与加工参数之间的变化规律.     

超声波振动切削中的刀具振动特性

<正> 1.序言据报导,超声波振动切削,在降低切削抗力、提高加工面光洁度方面是有效的。为了更加有效地进行此种切削,必须在切削过程中保持稳定的刀具振幅。但在设计这种刀具时,由于要考虑适当提高机械发热量,得到无负载时较大的共振振幅,因此,在切削过程中,根据负载的大小,有可能大幅度地减小振动振幅,不能发挥振动切削的效果。关于超声波加工工具在负载状态下的作用问题,已经有过一些研究,其内容为:在工件沿振动方向进给速度非常缓慢的情况下加工,同时还必须满足给定的负载条件。至于象超声     

日本推出振动切削装置

日本富士工业公司近日推出FUM 1超声波振动切削装置 ,通过对机床主轴施加扭转振动 ,可改善加工表面粗糙度和提高加工精度。该装置是利用超声波使机床主轴产生 2 70 0 0Hz的微小扭转振动 ,以增加刀具刀尖与工件的接触次数 ,从而获得在高速慢走刀下才能得到的高质量加工表面。另外由于减少了切削阻力 ,因而可减少冷却液的使用量 ,并可用于加工难切削材料。该装置可用于钻孔、铣削和车削 ,可安装在现有机床上日本推出振动切削装置     

航空难加工材料超声振动辅助切削技术现状及发展趋势

综述了钛合金、镍基高温合金及碳纤维增强复合材料等典型航空难加工材料超声振动辅助加工现状,在刀具上施加一维或二维超声振动可以提高航空难加工材料的切削加工性,具体表现为切削力降低、表面粗糙度改善、刀具磨损降低等。试验发现二维超声振动在切削航空难加工材料时效果更加显著。试验表明,未来开展超声振动加工与其它方式的复合加工将是进一步提高航空难加工材料切削加工性的有效手段。     

Inconel 718合金超声振动切削质量与刀具寿命控制研究

超声振动切削UVC是解决难加工材料精细加工问题的理想方法。在对Inconel718合金同时进行UVC和传统车削法CT加工中,研究了切削参数（切削速度、进给量、切削时间）对刀具切削性能的影响。通过对刀具磨损、切屑形态和工件表面粗糙度的研究,发现在进行低速硬态切削时,UVC在切削表面质量和刀具寿命方面均优于传统车削加工。同时随着刀具－工件表面接触率TWCR的降低,刀具磨损和切削力随之降低,而工件表面质量和刀具寿命得到提高。     

飞机难加工材料1Cr15Ni4Mo3N超声铣削加工试验研究

针对传统铣削加工过程中切削力过大、切削温度过高、刀具磨损严重、加工硬化现象显著、难以实现飞机难加工材料高效高质量加工等问题,组建以刀具为振动对象的超声振动铣削试验平台,开展飞机难加工材料1Cr15Ni4Mo3N合金钢超声铣削加工技术试验,研究超声振动辅助作用对难加工材料铣削加工过程中铣削力、铣削表面完整性以及刀具磨损的影响规律。研究结果表明,超声振动辅助铣削可以减小切削力,减缓刀具磨损,增加刀具使用寿命,提高工件表面质量,是一种切实可行的工艺方法。     

《振动切削》专题讨论会在西安召开

本刊编辑部受机械工业部科技司委托,于1983年10月5～9日在西安召开“振动切削”专题讨论会。近年来,人们把现代技术与传统切削方法结合起来,研制了一种新的切削方法——振动切削。它是在传统切削加工的基础上加上几赫到几万赫的振动使刀具在周期性的接触和脱离工件的情况下进行切削。振动切削克服了普通切削中存在的弊病,使切削力、切削热大大降低,减小了刀具磨损,提高了加工质量。振动切削的出现,为提高普通材料的加工质量,在难加工材料的切削加工方面,开拓了一条具有广阔前景的新路。由于振动切削的许多优点,所以一些国家将其广泛的用在车、刨、攻丝、钻孔、滚齿、插削、拔丝、     

在钻床上加工孔的超声波装置

<正> 加工不锈钢、耐热钢以及其他具有高韧性高强度的钢和合金时,把超声波振动(频率22000赫兹,振幅10～15微米)传递给切削刀具,能增加刀具寿令,提高加工质量和生产率。这种工艺最有效的方式是:将专门的超声波装置用于普通的金属切削机床。在列宁格勒金属厂,设计出了一种供摇臂钻床使用的能把超声波振动传给刀具的装置。它能钻φ6—42毫米的孔,能在φ6—42毫米的孔内攻丝。该装置(图1)包括:固定在钻床立柱2上的超声波头6、超声波发生器1、冷     

超声波振动钻削的试验研究

国内外的研究表明,振动切削,尤其是超声波振动切削有其独特的效果。无论是加工精度、表层质量或表面粗糙度,形状及位置精度都有明显的提高。国内外在超声波振动切削的许多方面的应用都已日趋成熟。但是对超声波振动钻削的研究却还是很不完善的,尤其是在国内,基本上还没有先例。在飞行器生产中,有一些精度和光洁度要求很高的难加工材料零件及材质软而粘的孔类零件。对这类零件,采用普通的工艺方法往往很难达到工艺要求。本项研究通过对超声波振动钻削技术的工艺及机理探讨,并通过大量的实验,在普通机床上完成了上述零件的加工。取得了很好的效果。     

钛合金的超声振动切削

钛合金应用范围广,属难加工材料,一般常需磨削加工。作者应用超声振动切削系统,采用镶硬质合金刀具,对振动切削与普通切削钛合金时的切屑形态、切屑变形与加工表面粗糙度等方面进行了对比试验。试验结果表明,在一定的切削条件下,超声振动切削钛合金时,可避免普通切削时产生的表面缺陷,达到磨削加工的效果。     

超声振动切削功率分析及压电式振动系统的设计

振动切削技术具有优良的工艺效果,但在加工实践中却难以推广应用,其重要原因之一是系统较复杂,效率低下。通常采用大功率的电子管式超声波激振源,体积大而笨重。本文以振动车削为例,从超声波振车削中切削能量出发,定量研究了完成振动切削所需的刀具超声振动功率。据此提出了采用高效的压电换能器,以及直接驱动刀具的新型超声振动切削系统,并对系统特性进行了测试。     

CFRP/TC4叠层材料低频振动钻削试验研究

低频振动辅助切削技术是基于传统切削给刀具加上有规律并可控的振动,从而达到减小切削力、提高加工精度和延长刀具寿命的目的。将低频振动辅助切削技术应用到CFRP/钛合金叠层材料制孔中,在孔径、孔壁粗糙度和入口质量等制孔质量方面与传统钻削进行对比试验研究。结果表明,振动钻削在制孔质量上具有明显的优势。     

超声波振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响

通过脆性材料沟槽切削试验,研究了超声波直线振动金刚石刀具和超声波椭圆振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响,与没加超声波振动的金刚石刀具相比,超声波振动金刚石刀具能增大对脆性材料塑性切削的临界切削深度。提出了超声波振动金刚石刀具切削脆性材料临界切削深度计算公式,分析了导致超声波振动金刚石刀具增大脆性材料塑性切削的临界切削深度的原因。     

难加工材料枪钻加工技术研究

深孔加工是机械加工领域的重要分支,在钛合金、沉淀硬化不锈钢等难加工材料的深孔加工过程中,存在加工表面质量差、刀具崩刃、磨损严重和断屑排屑困难等问题。枪钻是深孔加工领域发展最早、应用范围最广的深孔加工刀具之一,其几何结构特殊,在深孔加工中具有加工质量好、效率高、直线度好等特点。本文介绍了枪钻的主要结构及受力情况,分析了枪钻的切削加工过程及其断屑条件,通过对切屑、切削力和切削温度的研究,得到了刀具、工艺参数以及切屑对加工质量和刀具磨损的影响规律。最后以两种典型的难加工材料为代表,分析了难加工材料深孔加工的特点。研究结果对难加工材料的枪钻深孔加工具有重要的指导意义。     

振动切削中刀尖圆弧半径对难切削材料加工的影响

通过对振动切削和传统切削的再生颤振发生机理的仿真计算,提出了在振动切削中采用较大刀尖圆弧半径刀具的加工方法解决难切削材料加工中的再生颤振及刀具强度问题。实验证明了这一新加工方法的有效性,并取得了精度高、稳定性好的加工效果。     

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。     

低温切削技术在难加工材料加工中的应用

近年来,钛合金、高温合金、高强钢等难加工材料在航空航天领域得到广泛应用。由于此类难加工材料的高强度、高硬度、高韧性及高耐磨性等特点,导致在用传统加工工艺加工过程中出现刀具磨损严重、工件质量低、生产成本高等问题。低温切削技术的应用,降低了刀具磨损,提高了刀具使用寿命,改善了工件的表面加工质量,保证工件加工精度。同时,该技术省去了切削液及废液处理的费用,降低了加工成本,提高了加工效率。因此,低温切削技术成为难加工材料加工的主要技术之一。阐述了低温切削技术的发展及在难加工材料加工过程中的应用,指出了低温切削技术存在的问题,为低温切削技术的发展和难加工材料的加工提供指导。