麻花钻刃口强化设计的数值模拟及试验研究

对平面后角型麻花钻进行了三维建模,并对主切削刃刃口进行了强化设计（钝圆或负倒棱）,得到了给定刃磨参数下麻花钻的计算机仿真模型。在此基础上,运用金属成形有限元软件DEFORM3D对硬质合金麻花钻钻削过程的轴向力和扭矩进行了研究,研究结果显示,刃口负倒棱设计方法在减小刀具钻削力及扭矩方面优于刃口钝圆设计方法。最后进行了钻削验证试验,对合理负倒棱参数的选取进行了探讨。     

沟槽型表面微织构麻花钻的钻削性能仿真

刀具表面置入微织构能够有效提高刀具切削性能和减小刀具磨损。针对麻花钻磨损严重问题,在麻花钻的前刀面刀—屑接触区域设计沟槽型表面微织构,利用Deform-3D软件建立表面微织构麻花钻钻削45钢的三维仿真模型,并研究沟槽宽度和间距对表面微织构麻花钻的钻削性能影响和作用机理。仿真结果表明:表面微织构的置入能够有效降低钻削力和减少钻头磨损,并改善麻花钻前刀面的最大温度分布,避免了最大温度的集中;当沟槽宽度增加时,钻削力呈先减小后增加的趋势;当微织构沟槽间距减小时,刀—屑接触区域内起作用的微织构数量增多,钻削力、钻削温度和钻头磨损呈减小趋势。     

硬质合金钻头刃口钝化型式对钻削42CrMo的影响

针对硬质合金钻头在加工42CrMo曲轴法兰端面盲孔时容易出现缠刀、断刀现象,选用刃口钝化型式为锐刃、圆弧型、斜面型和瀑布型的刀具进行钻削试验。试验表明,瀑布型刃口刀具具有最佳的切屑形态、刀具磨损和刀具寿命。采用这种刀具加工42CrMo可显著提高刀具使用寿命,降低生产成本。     

涂层PCBN刀具切削淬硬模具钢的试验研究

采用涂层PCBN刀具对淬硬模具钢(Cr12MoV)进行切削试验,研究不同切削用量和刀尖圆弧半径对切削力和表面粗糙度的影响规律,并采用极差法评估各因素对切削力和表面粗糙度的影响程度。试验结果和分析表明:采用涂层PCBN刀具切削淬硬模具钢时,切削力和表面粗糙度的部分变化规律有别于传统切削理论。主要原因为:淬硬模具钢硬度高、导热性差,属于难加工材料;试验中选用的TiAlN涂层PCBN刀具有较大的负倒棱(0.12mm×-25°)和刀尖钝圆半径(42μm)。另外,通过极差分析的结果可知,切削深度对切削力的影响最大,刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度影响最大。     

硬质合金钻头不同钝化型式对加工42CrMo的影响

硬质合金钻头在加工材料为42Cr Mo的曲轴法兰端面盲孔时容易出现快速磨损和断刀的现象,大大降低了刀具的使用寿命。通过选用已优选的圆弧型、斜面型和瀑布型刃口钝化型式的钻头进行钻削试验,对轴向力、扭矩和刀具磨损情况进行分析,确定最优的钝化型式为瀑布型,可使刀具寿命提高20%-50%。     

表面微织构和内冷却对钻削Ti6Al4V切削力及切屑形态的影响

Ti6Al4V钛合金是一种典型的难加工材料,本文采用光纤激光打标机在内冷麻花钻的前刀面、后刀面以及前后刀面上加工沟槽型微织构,制备出TF、TB和TFB型3种刀具进行Ti6Al4V的钻削试验,并对不同切削速度下的钻削力和切屑形态进行了分析研究。结果表明:在表面微织构和内冷却双重作用下,3种刀具的钻削力均有不同程度下降,切屑的卷曲程度增加,刀具的断屑能力提高; TF钻头能明显增加切屑卷曲程度和提高刀具的断屑能力,TB钻头可以更好地降低钻削力,TFB钻头的综合效果更好。     

硬质合金麻花钻曲线切削刃压痕阴极电解钝化研究

提出一种压痕阴极电解钝化硬质合金麻花钻刃口的新工艺,利用锡箔拓印刃口压痕来适应麻花钻不同形状的曲线切削刃.研究了电解时间、电压和电极间隙等参数对刃口钝圆半径的影响.结果 表明,采用压痕阴极电解钝化K10硬质合金,比相同条件下毛刷钝化时间缩短42％,钝化半径一致性好,刃口表面的粗糙度值降低1倍.在钻削42CrMo时,电解...     

切削刀具刃口钝化复合结构优化设计

提出和建立了面向刀具刃口钝化结构研究的三维铣削加工有限元仿真模型,研究了材料本构关系模型有限元仿真关键技术;进一步进行了切削验证实验,结果表明所建立的有限元模型是正确的;最后,以钛合金加工为例,利用有限元模型,针对倒棱刃、消振棱刃、白刃三种刀具刃口型式,对不同刃带宽度和不同刃口型式下的切削效果进行了比较和分析。研究结果表明:倒棱刃口型式与圆弧钝化结构是最佳匹配的,倒棱与钝圆形成的复合结构是切削钛合金的最优刀具刃口微结构。     

刀具钝化方法对硬质合金铣刀加工钛合金切削性能的影响

随着切削技术的不断发展,刀具刃口钝化受到重视。为研究不同刀具刃口钝化方法对TC4钛合金铣削性能的影响,采用单因素法对TC4钛合金进行侧铣削试验分析。试验结果表明,刀具刃口钝化可以降低切削加工过程中的切削力和切削温度,提高加工工件表面质量;相比于旋转磨粒流钝化方法,立式旋转钝化方法会产生更大的切削力和切削温度;旋转磨粒流钝化方法能够更好地去除刀具刃口处微小缺陷,提高刀具刃口均匀性和加工表面质量。考虑实际生产需要,选用旋转磨粒流钝化方法能够更好地提高TC4钛合金的铣削性能。     

渐变倒棱PCBN刀具设计制造及磨削精度检测

刀具刃口上的定值倒棱能够提高刀具刃口强度、延长刀具寿命,但也会使切屑积聚,增大了切削阻力和切削区温度。为改善硬态切削过程中的排屑散热、降低切削阻力,提出渐变倒棱PCBN刀具结构;建立刀具刃线的数学模型,并对所建立的模型进行了数值模拟;针对渐变倒棱PCBN刀具的特征,结合端面磨削方式和化归思想,提出了逼近式磨削轨迹规划方案,通过轨迹仿真和磨削试验优选了磨削次数,实现了渐变倒棱刀具的精确磨制;提出了渐变倒棱刀具刃口缺陷、倒棱宽度和角度等参数的精度检测方法,完成了所开发刀具磨削精度的定量评价。磨削精度检测结果表明,刃口半径、倒棱宽度和角度的磨削值接近于设计值,符合精密磨削要求和硬切削加工要求。最后通过对比试验完成了对所设计刀具切削性能的验证。