CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的磨损特性

通过CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的试验研究,对刀具的磨损特性以及不同加工参数与磨损面积的相关性进行分析。试验结果表明,CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石时主要磨损特性为切削刃的磨损区出现涂层的剥离、刃口区出现崩刃与机械犁沟等现象;切削深度、主轴转速与刀具磨损面积显著相关,其中主轴转速相关性较大;试验得到的刀具最优的参数组合为:主轴转速12 000 r/min、进给速度1 750 mm/min、切削深度1 mm。     

CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的磨损研究

通过CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的试验研究,对刀具的磨损特性以及不同加工参数与磨损面积的相关性进行分析。试验结果表明,CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石时主要磨损特性为切削刃的磨损区出现涂层的剥离、刃口区出现崩刃与机械犁沟等现象;切削深度、主轴转速与刀具磨损面积显著相关,其中主轴转速相关性较大;试验得到的刀具最优的参数组合为：主轴转速12 000 r/min、进给速度1 750 mm/min、切削深度1 mm。     

稀有金属的切削加工

<正> 1.钼的车削加工钼是一种高融点金属,主要用于高温炉发热体、X射线管、玻璃密封件等领域。钼的可加工性很差,用陶瓷或金刚石刀具加工,在短时间内,刀具即发生剧烈磨损。在 v=80m/min,d=0.2mm,f=0.15mm/r 条件下切削,PCD 和陶瓷刀具切削2min 后,刀具后面磨损宽度达0.65～0.7mm;金属陶瓷和 PCBN 刀具切削3.8min后,后面磨损达0.4mm。试验结果表明,硬质合金 K10     

基于声发射的高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料切削刀具效能评估

为评估加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时切削刀具的极限效能,采用声发射信号作为硬质合金刀具、氮化硼涂层刀具、聚晶金刚石刀具在不同工况下的磨损在线监测信号,通过试验绘制声发射信号随刀具磨损的变化曲线,明确刀具磨损随时间变化的规律,确定刀具的极限效能,同时借助扫描电镜观测刀具磨损形态和刃口磨损特征尺寸。研究结果表明,采用声发射信号作为刀具磨损监测信号评估刀具极限效能的方法可行,声发射信号不再出现明显能量波动的时刻达到刀具的极限寿命。加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,硬质合金刀具切削性能最差,氮化硼涂层刀具切削性能较好,聚晶金刚石刀具切削性能最优。采用氮化硼涂层刀具加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,建议切削参数为转速2 500 r/min、进给速度200 mm/min、切削深度0.5 mm。采用聚晶金刚石刀具加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,建议切削参数为转速3 000 r/min、进给速度300 mm/min、切削深度0.3 mm。     

数控加工参数对FDM成型精度影响研究

为了提高熔融沉积成型(FDM)打印件的表面质量,提出利用数控加工方式对FDM工艺成型件进行表面加工的后处理方法。采用正交试验法,分别研究主轴转速、进给速度和切削深度等数控加工参数对FDM工艺成型件的表面加工误差和表面粗糙度的影响。结果表明,通过数控加工可以有效提高FDM工艺成型的精度。当主轴转速为600r/min,切削深度为0.4mm,进给速度为0.1mm/min时,加工误差达到最小值0.01mm。当进给速度为0.1mm/min,切削深度为0.4mm,主轴转速为400r/min时,表面粗糙度达到最小值1.824μm。     

基于DEFORM软件的刀具磨损对切削力与切削热的影响研究

基于DEFORM 2D/3D软件,通过硬质合金平头倒角立铣刀进行高速铣削AISI4340合金钢的仿真实验,在主轴转速1270r/min、进给速度104m/min、切削深度0.1mm的参数下,利用刀具的几何磨损模型和仿真模型模拟了不同刀具磨损类型对切削力与切削热的影响以及刀具二次磨损的主要位置。研究发现,刃口钝化对切削力的影响最大,其次为前后刀面磨损、后刀面磨损和前刀面磨损;后刀面磨损对切削热影响最大,其次为前后刀面磨损、刃口钝化和前刀面磨损。本研究促进了刀具的结构设计的发展和加工工艺的更优选择。     

侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度及材料去除率的影响

侧铣采用铣刀侧刃对工件进行铣削,是一种重要的数控加工方式,常用于直纹面零件.针对TC4钛合金的侧铣削加工,开展了主轴转速、进给速度、切削深度、切削宽度的四因素三水平正交试验,分析侧铣削参数对切削力、表面粗糙度及材料去除率的影响.试验结果表明,切削深度和主轴转速对切削力和表面粗糙度的影响较大,进给速度次之,切削宽度最小.切削深度和切削宽度的增大会显著提高材料去除率,在主轴转速为600r/min,进给速度为220mm/min,切削深度为5mm,切削宽度为0.4mm时,侧铣TC4钛合金的表面粗糙度质量较好且材料去除率较大.     

新型Al_2O_3基陶瓷刀具材料加工淬硬40Cr的切削行为

采用自主研制的两种新型Al_2O_3基微米复合陶瓷刀具AC2N和纳微米陶瓷刀具AC2Nn2切削淬硬40Cr合金钢,以LT55为对比刀具,选用不同的切削速度和不同进给量进行干式连续切削,研究了两种新型Al_2O_3基复合陶瓷刀具的切削行为。结果表明:在加工淬硬40Cr的试验中,新型Al_2O_3基陶瓷刀具的切削性能和抗磨损性能优于LT55;微米陶瓷刀具AC2N适合在小进给量条件下加工淬硬40Cr,纳微米陶瓷刀具AC2Nn2适合在高速、大进给量条件下加工淬硬40Cr。在v=260m/min、f=0.12mm/r、a_p=0.1mm的试验条件下,AC2N陶瓷刀具的磨损形貌以磨粒磨损和扩散磨损为主,AC2Nn2陶瓷刀具的磨损形貌以磨粒磨损和氧化磨损为主。     

高体分SiC/Al复合材料微磨削表面粗糙度试验研究

SiC/Al复合材料是一种以铝为基体,碳化硅为增强颗粒的复合材料。由于材料的高硬度特性,导致已加工表面出现裂纹和磨损等现象,采用PCD刀具对SiC/Al2024进行微磨削试验,基于响应曲面法,设计实验数据,根据试验结果,建立主轴转速、进给速度和切削深度的回归方程。通过响应曲面图,分析主轴转速、进给速度和切削深度交互作用对表面粗糙度的影响程度,其从大到小依次为:主轴转速、切削深度和进给速度。主轴转速和进给速度交互影响显著,获得最小粗糙度为0.51μm。     

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。     

凹形刃口钻头钻削印制电路板刀具磨损及孔壁质量研究

采用全因子试验法对汽车用印制电路板进行钻削试验,研究了凹形刃口钻头在寿命达2000孔时采用不同加工参数下对刀具磨损的影响规律;理论分析了不同玻纤角度切削加工时对孔壁粗糙度的影响规律;分别研究了凹形刃口钻头在新刀和寿命2000孔时采用不同加工参数下对孔壁质量的影响规律。结果表明:在相同转速下,随着进给速度增大,刀具后刀面磨损呈减小趋势;在相同进给速度下,随着主轴转速增加,刀具后刀面磨损呈增大趋势;新刀钻削加工时,随着进给速度增大,孔壁粗糙度呈增大趋势,随着主轴转速增加,孔壁粗糙度呈减小趋势。在寿命2000孔、每转进给量在0.06mm/r时,孔壁粗糙度质量最佳,在本文试验条件下凹形刃口钻头加工寿命至2000孔的孔壁粗糙度质量均表现优秀。     

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.     

TiAlN涂层硬质合金可转位刀具快速铣削钛合金刀片磨损研究

快速铣是一种新兴的粗加工方法,研究它的刀具磨损机理对提高刀具寿命和加工效率有着重要的作用。采用硬质合金快速铣刀片在工件上进行了钛合金TC17铣削实验,研究了不同切削参数对切削力的影响,采用多元线性回归建立了切削力数学预测模型,分析了各铣削参数对切削力的影响规律,通过对后刀面的检测,分析了刀具磨损形貌和磨损机理。结果表明:每齿进给量、切削深度对切削力的大小影响显著,切削宽度和主轴转速影响很小,在试验参数范围内,选用切削参数组合为:f_z=0.8 mm/z、a_p=0.5 mm、a_e=20 mm、s=600 r/min进行可转位刀片的磨损试验,快速铣可转位刀片的主要磨损形貌为后刀面磨损、材料剥落,后刀面主要磨损机理为黏结磨损,同时会产生一定程度的扩散磨损。     

铍铜合金断续切削过程切削参数对后刀面温度的影响

为了分析切削参数对刀具温度的影响,以期在加工过程中改善刀具磨损和提高加工质量。采用以断续车削代替铣削加工的仿铣削试验平台,选取热电偶法对断续切削过程中不同切削参数下的后刀面温度进行测量,通过正交试验和单因素试验研究了切削参数对刀具温度的影响。结果表明,在v=200m/min,f=0.15mm/r,a_p=0.75mm时,刀具温度最低,切削速度v和进给速度f对刀具温度的影响高度显著,背吃刀量对刀具温度的影响并不显著。在铍铜合金断续切削过程中,刀具温度在v=500m/min出现峰值,随着进给量的增大,刀具温度呈减小趋势,在f=0.11mm/r出现突变的趋势,与后刀面上的热量生成、热源移动和分配等因素的影响密不可分。     

冷冻砂型高精高效制备过程研究

对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度100 mm/s、主轴转速4000 r/min、切削深度4 mm、切削宽度12.8 mm条件下,通过数...     

石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究

探索了高频旋转超声铣削石英玻璃的工艺规律与材料去除机理,检测分析了加工表面粗糙度与表面形貌,借助Matlab平台建模仿真了进给速度和主轴转速对磨粒运动轨迹的影响规律,研究了进给速度、主轴转速、切削宽度以及切削深度对加工表面质量的影响规律与机理。进给速度增大会导致刀具上的单颗金刚石磨粒的切削速度增大,参与切削的摆线平面投影运动轨迹变长,使表面粗糙度随进给速度增加先增大后减小;表面粗糙度值随主轴转速的增大总体上呈现出先减小后增大的趋势,主轴转速为3 000 r/min时铣削表面粗糙度最小;表面粗糙度值随切削宽度增大先增大后减小,切削宽度直接决定相邻刀具路径对应加工区域重叠范围,进而产生不同的磨粒划刻加工叠加效果;随切削深度增大,表面粗糙度值呈现出先增大后减小再增大的趋势,铣削过程中超声振动与切削深度配合产生的近成形表面材料去除模式对表面质量具有关键性作用。研究工作可为石英玻璃旋转超声铣削加工提供一定的工艺基础。     

铝合金车削工艺的研究及应用

通过多种切削试验,对影响铝合金车削加工表面质量的主要因素进行了探讨。结果表明:对于6063铝合金宜采用的刀具材料有聚晶金刚石(PCD)和YT15,当刀具的前角为10°、后角为5°-10°、切削速度为40-100m/min、进给速度为0.06-0.12mm/r、且在干车削条件进行车削时,可以获得较低的表面粗糙度。     

陶瓷轴向磨削加工实验分析及砂轮磨损研究

轴向磨削加工是以金刚石小砂轮的端部磨粒作为主切削刃来去除材料,用圆周部分内圆或外圆表面磨粒作为副切削刃对已加工圆柱面进行修磨的一种磨削加工技术。从轴向对工程陶瓷进行外圆或内孔加工时,一次切削的径向磨削深度(即背吃刀量)与进给速度分别可达5～10mm和200mm/min以上,实现了工程陶瓷外圆的高效低成本加工。利用该方法对陶瓷材料制成的发动机精密偶件出油阀套筒进行内孔加工,通过单因素试验,分析了不同参数组合下的砂轮磨损情况及各参数对砂轮磨损的影响,试验表明:砂轮磨损程度随磨削深度的增加而呈非线性增加;为使砂轮磨损最小化,主轴转速和工件转速应匹配,即二者的比值应控制在一定的范围内。     

AF1410超高强度钢扩孔参数对刀具寿命及材料去除率的影响

AF1410钢作为一种低合金超高强度钢被广泛应用于飞机起落架、军工兵器制造和船舶等结构件,是典型的航空难加工材料。通过对AF1410钢进行AdvantEdge仿真和扩孔正交试验,探究分析扩孔参数对轴向力、刀具寿命和材料去除率的影响。试验结果表明,轴向力随着主轴转速的增加而降低,随着进给速度的增加而增加;在仿真试验中,主轴转速对轴向力的影响大于进给速度,实际加工时由于冷却切削液降低了高温产生的热软化效应,使进给速度对轴向力的影响大于主轴转速;加工中刀具磨损严重,寿命短,为提高刀具寿命,可选择低进给速度、高主轴转速的参数组合;进给速度与材料去除率线性相关,在综合优先考虑轴向力与刀具寿命的情况下,进给速度40mm/min以及主轴转速800r/min为最佳工艺参数。在实际生产加工中,此项研究有利于提高AF1410钢的加工质量,降低生产成本。     

硬质合金涂层刀具车削钛合金TA15的磨损研究及切削参数优选

刀具磨损剧烈是钛合金切削中的突出问题,探求刀具磨损的本质对于提高加工质量和效率、降低成本具有重要意义。本文采用Al Ti N涂层硬质合金刀具对钛合金TA15(Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V)进行车削试验,利用激光共聚焦显微镜观察刀具的磨损形貌,对刀具的主要磨损机理及磨损形式进行了分析,并根据刀具磨损状态进行了切削参数优选。研究结果表明:涂层硬质合金刀具切削TA15时,刀具失效形式主要为涂层剥落、崩刃和月牙洼磨损;随着切削速度的增加,后刀面VB值呈现了驼峰状的变化规律,涂层剥落的区域在波谷出现了明显的减小趋势;切削试验结果指出,正前角AlTiN涂层硬质合金刀具可用于钛合金TA15的精车工艺中,在v=100m/min、f=0.05mm/r、a_p=1.5mm切削参数下,刀具表现性能最优,同时硬质合金涂层刀具车削TA15的最大切削速度不宜超过120m/min。