密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验研究

利用单因素试验方法进行了密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验,研究每齿进给量和切削速度对切削力、切削温度、加工表面粗糙度以及切屑形态的影响。结果表明:切削方向分力F_x、刀轴方向分力F_z随每齿进给量的增大而增大,进给方向分力F_y随每齿进给量的增加变化不大;切削速度小于75m/min时切削力随切削速度的增加下降较为明显;切削速度超过75m/min时切削力变化不大;切削温度受每齿进给量影响较大,且影响程度随进给量的增加而逐渐减小;随着每齿进给量f_z的增大,加工表面粗糙度值先减小后增大;在每齿进给量高于0.04mm/z时,密齿铣刀铣削TC4钛合金得到的切屑为螺卷状,且随每齿进给量的增加,切屑的曲率半径减小,随切削速度的增大,螺卷状切屑的螺距减小。     

TiAlN涂层硬质合金刀具车削钛合金螺纹试验

为研究Ti Al N涂层硬质合金刀具车削钛合金螺纹的切削性能,采用Ti Al N涂层硬质合金螺纹刀片进行试验,得出了在进给量2.4mm/r、背吃刀量0.2mm时的最优切削速度为28m/min。在此条件下,验证了刀片前角较小时主切削力小,散热效率高;而前角较大时,切屑螺旋角小且切削长度较长,断屑效果不佳。当进给方向向左时,后刀面的磨损主要是在左后刀面,磨损相对右后刀面严重,较大的后角使得刀片右后刀面磨损宽度小,涂层剥落宽度也小,寿命更长。     

无涂层硬质合金刀具车削钛合金Ti-6Al-4V实验研究

钛合金是航空航天工业中应用广泛的一种难加工材料。本文研究了无涂层硬质合金刀具干切削钛合金Ti-6Al-4V时切削力、表面粗糙度的变化规律，得到了切削深度、进给量、切削速度对切削力和表面粗糙度的影响规律。对切削力实验结果进行了回归分析得到了切削力的指数公式，并运用校正R^2拟合判定系数、累积概率图和残差图对回归模型进行了检验，检验结果表明：切削力的3个回归方程较好的拟合了实验所测的数据，钛合金切削过程中切削力近似满足指数关系。     

涂层硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命试验分析

在Mazak Integrex 200Y车铣复合加工中心上,顺、逆铣干切和切削液条件下,取v=150、200m/min两种切削速度,采用涂层硬质合金S30T对TC4钛合金进行正交车铣刀具寿命试验。试验结果表明,当达到磨钝标准0.3mm时,在切削速度为150m/min时,顺铣干切和切削液条件下,逆铣干切及切削液条件下,切削路程都相差不明显,切削液对刀具寿命的影响不大;切削速度为200m/min时,顺铣干切和切削液条件下,切削路程相差明显,使用切削液条件下刀具的寿命延长;逆铣干切和切削液条件下,切削路程相差不明显,切削液对刀具寿命的影响不大。通过对比得出S30T正交车铣TC4钛合金时优先选用顺铣切削液加工方式。     

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。     

硬质合金刀具干切削TC4钛合金耐用度的研究

通过对YT15、YG8、YW2这3种牌号的硬质合金刀具干切削TC4钛合金的试验,分析了3种刀具的磨损形貌及特征,并研究了切削速度对刀具耐用度的影响,建立了刀具耐用度T与切削速度v之间的泰勒公式.结果表明,随切削速度增加YT15刀具耐用度降低最快,YG8刀具的耐用度次之,YW2刀具的耐用度降低最慢.     

硬质合金刀具车削GCr15轴承钢表面微观形貌试验研究

通过硬质合金刀具车削加工GCr15轴承钢试验,对比了车削表面微观形貌几何模型与实际加工表面,获得了刀尖圆弧半径rε分别为0.4mm与0.8mm的表面微观形貌的差别,分析了已加工表面上细小沟槽形成的原因。     

高速车削钛合金时硬质合金刀具和涂层刀具的寿命分析

采用硬质合金刀具和硬质合金TiMN涂层刀具对Ti-6Al-4V钛合金进行高速干车削正交试验,并通过多元线性回归分析得出硬质合金刀具和涂层刀具的寿命经验公式.分析表明:随着所选用的切削参数值的升高,刀具的使用寿命急剧减少,其中速度v对刀具使用寿命的影响最大.涂层刀具在低速切削加工钛合金时其寿命优于未涂层刀具,随着速度的提高,涂层刀具的优势迅速减小.当切削速度低于85 m/min,刀具寿命经验公式可以作为数控机床自动换刀的刀具寿命标准.     

TiSiN/TiAlN涂层刀具高速车削TC4钛合金磨损机理分析

本文研究双层TiSiN/TiAlN涂层刀具车削TC4钛合金时的磨损机理,用扫描电镜观察刀具的磨损形貌。涂层刀具前刀面的磨损区域分为死区、黏结区和滑动区。各区的磨损机理不同,死区几乎没有磨损;黏结区的涂层受高温度和高压力的影响而失效;滑动区的涂层由切屑在前刀面滑动摩擦造成失效。通过测力仪获得切削力,在低进给量工况下,受已加工表面的回弹影响,背吃刀力和进给力比主切削力更大。通过红外热像仪获得切屑自由表面的温度,结果显示,随着进给量增大切屑厚度也增大,切屑自由表面温度没有升高。     

硬质合金刀具高速车削钛合金的切削性能研究

采用单因素试验法,用未涂层硬质合金刀具和TiAlN涂层硬质合金刀具对Ti-6Al-4V钛合金进行了高速干车削试验,通过对切削过程中切削力、刀具寿命、切削温度以及加工表面粗糙度的分析,得出了两种刀具高速干车削钛合金的切削性能,为钛合金高速切削刀具的设计提供了试验依据。     

涂层硬质合金刀具切削钛合金仿真研究

采用Abaqus/Explicit显式有限元分析软件,通过建立不同膜厚以及不同的过渡层比例的涂层刀具,来进行正交切削TC4过程的计算机仿真。通过TC4钛合金材料的二维正交切削过程的仿真,得到并研究了切削过程中涂层刀具应力及温度的分布,同时通过对比不同膜厚以及不同的过渡层比例的涂层的刀具的模拟结果,系统地分析了涂层对切削过程主切削力的影响。此外,通过对有限元仿真的结果分析,为刀具涂层厚度及过渡层比例的优化,以及之后的刀具涂层制备实验工艺提供了重要参考。     

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。     

硬质合金刀具车削TC4粗糙度轮廓支承长度率试验研究

本文介绍了粗糙度轮廓支承长度率Rmr(c)评价指标的作用和概念,对涂层硬质合金刀具车削钛合金TC4时,切削用量对粗糙度轮廓的支承长度率的影响规律进行试验研究。试验结果表明:切削用量改变对粗糙度轮廓的支承长度率Rmr(c)影响不同,进给量f影响程度较大、切削速度v_c次之、背吃刀量a_p较小;刀尖圆弧半径r_ε对Rmr(c)的影响显著;R_a随进给量f的增大近似线性增大。     

硬质合金刀具车削钛合金时切削力分形特征研究

分别采用硬质合金涂层和非涂层刀具对钛合金Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si(TC11)进行了干车削试验,通过试验中所测实验数据计算了切削力的关联维数,对切削过程中切削力的分形特征进行了研究。结果表明:切削钛合金时,切削力分维数随着刀具磨损状态的改变呈现高—低—高的变化规律;表面粗糙度和切削力分维数随切削时间的延续具有相同的变化趋势。     

硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命试验分析

在Mazak Integrex 200Y车铣复合加工中心上,在顺铣干切和切削液条件下,在v=150和200 m/min两种切削速度下,采用未涂层硬质合金H13A和涂层硬质合金S30T分别对TC4钛合金进行正交车铣刀具寿命试验,试验结果表明,当达到磨钝标准0.3 mm时,S30T涂层硬质合金在切削速度为150 m/min时,切削路程相当,切削液对刀具寿命的影响不明显,切削速度为200 m/min时,切削液条件下,刀具的寿命延长,但随着切削速度的提高,刀具寿命剧降。H13A未涂层硬质合金在两种切削速度下,切削液条件下,刀具寿命比干切削短,切削液加剧了刀具磨损,缩短刀具寿命,并得出H13A未涂层硬质合金更适合正交车铣TC4钛合金的结论。试验还研究了轴向进给量fa变化对H13A未涂层硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命的影响趋势,生产中应兼顾生产率和刀具寿命,合理选择轴向进给量。     

涂层硬质合金刀具高速车削300M刀具磨损机理研究

以在飞机、汽车、轮船等领域的关键承力件上广泛应用的超高强度合金钢300M作为研究对象,采用涂层硬质合金刀具进行高速干车削加工,并对切屑变形、刀具寿命及刀具磨损机理进行分析。研究表明:高速切削300M时,切屑的塑性变形严重;涂层刀具主要的磨损形式为正常的前、后刀面磨损,以及非正常的剥落和崩刃;刀具在稳定磨损阶段形成了次生粘结层起着隔热、减摩的作用,有效提高了刀具寿命,但在急剧磨损阶段,大块状的粘结、崩刃、涂层剥落、微裂纹等致使刀具磨损加剧;高速车削300M涂层硬质合金刀具主要的磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损、涂层剥落、微崩刃、微裂纹。该研究可望在高性能涂层刀具设计、刀具寿命预测等方面推广应用。     

涂层硬质合金刀具车削奥氏体不锈钢的试验研究

对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削力、切削工件的表面完整性进行了实验分析,并应用PVD、CVD两种涂层刀具针对奥氏体不锈钢典型的车削加工工况进行了深入的试验研究。     

用于加工钛合金的硬质合金涂层刀具

正随着航空航天领域发动机产品的更新换代,钛合金的使用比重越来越大。钛合金凭借综合力学性能优异、密度小、抗腐蚀性强等特点,成为飞机发动机理想的制造材料。在航空发动机燃油控制系统中,钛合金已逐步取代耐热钢、不锈钢等材料,成为各类连接件、紧固件等部件的首选材料。但同时钛合金硬度高、耐磨性高等特点也给加工带来了极大的挑战,尤其是切削刀具,因钛合金的切削性差而导致刀具磨损快等加工难题频繁出现,严     

钛合金TC4高速铣削表面微观几何形貌仿真

通过几何微观形貌仿真,可以预测表面粗糙度,为优化铣削参数提供依据。建立了球头铣刀的数学模型,考虑了铣刀的倾斜方向、倾斜角度、进给方式、主轴的回转偏心、轴向窜动等因素对加工表面的影响,并开发了微观形貌的仿真算法。并通过对比试验数据,说明仿真的可行性。     

Invar钢切屑形貌及刀具磨损研究

Invar钢和树脂基复合材料的膨胀系数具有良好的匹配性,是树脂基复合材料的最佳模具选材之一。通过研究Invar钢的切屑形貌和刀具磨损行为,结果表明:在优化的工艺条件下,粗精加工端铣Invar钢的切屑为弧形,切屑可控性较好;在切削速度为60m/min时,粗加工Invar钢的刀具使用5h后,刀具后刀面磨损量VB=0.26mm;在切削速度为120m/min时,精加工Invar钢的刀具使用2h后的后刀面磨损量VB=0.2mm。粗精加工端铣Invar钢的刀具磨损机理分析表明:粗加工Invar钢时,刀具的前刀面有轻微粘结磨损,并因磨粒磨损而在前刀面出现划痕;精加工Invar钢时,刀具的前刀面呈现明显的月牙洼磨损,在靠近刀尖处出现大面积崩刃,靠近切深处可见明显的沟槽磨损。