切削参数对高速切削钛合金刀具磨损的影响

钛合金具有抗腐蚀性、高耐热性以及比强度高等特点,广泛用于医疗化工、航天工业,然而由于其导热系数小、高温化学活性高,切削过程中刀具磨损严重、加工表面质量差等成为加工制造的难题。以Ti6A14V钛合金为研究对象,建立了切削力解析模型,分别选取PCD和TiAlN涂层刀具,通过单因素实验对比研究切削参数对两种刀具高速铣削Ti6Al4V的切削力变化规律,对刀具的磨损形态进行了分析,探究切削参数对高速切削钛合金刀具使用寿命的影响,试验表明:在相同切削条件下硬质合金PCD涂层刀具可有效提高刀具切削Ti6Al4V的使用寿命,该研究对提高国产刀具性能,实现钛合金的高速高效切削有着重要的现实意义。     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。     

PCD刀具超精切削表面质量的研究

用人造聚晶金刚石 (PCD)和天然单晶金刚石 (SPD)刀具对无氧铜材料进行了切削试验 ,对加工表面质量进行了检测和分析。结果表明 :两种刀具在超精切削中获得的加工表面质量具有相似性 ,因此PCD刀具在一定程度上可替代SPD刀具进行超精切削加工。     

PCD刀具切削颗粒增强铝基复合材料时刀具磨损研究

通过高颗粒含量铝基复合材料切削加工时PCD刀具的磨损试验,研究了切削该种材料时PCD刀具的磨损形态及磨损机理。刀具磨损区微观形貌的检测分析结果表明,PCD刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是磨料磨损和粘结磨损。采用超声波振动切削技术可减小刀具磨损。     

钛合金切削加工中刀具寿命和刀具磨损的研究

钛合金是典型的难加工材料,提高钛合金的加工效率和刀具寿命是急需解决的问题。本文选用Ti-6Al-4V作为工件材料,选取两种不同的硬质合金和一种聚晶金刚石(PCD)作为刀具材料,对切削加工中刀具寿命和刀具磨损进行了试验研究。研究结果表明:PCD刀具寿命明显高于硬质合金刀具,在高速下优势尤其明显;两种硬质合金刀具低速下主要是粘结磨损,高速下主要是粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损;PCD刀具主要是微崩刃和石墨化引起的沟槽磨损。     

蠕墨铸铁切削中高压切削液对刀具磨损的影响

蠕墨铸铁是内燃机主要结构材料之一,是一种较难加工材料。针对蠕墨铸铁加工中切削温度高、刀具磨损严重等难题,提出在切削液高压喷射条件下对蠕墨铸铁车削加工的方案。即在切削液不同喷射路径、不同切削速度条件下,结合干切削对比,研究了高压切削液对刀具后刀面磨损量影响试验,并用超景深三维显示系统对在不同喷射路径下的刀具前后刀面磨损形貌进观察分析。通过试验表明:在不同喷射路径下,高压切削液从后刀面喷射比前刀面喷射对减少后刀面的磨损量效果好。对于前、后刀面磨损形貌,切削液高压喷射冷却润滑能很好的抑制前刀面月牙洼磨损,同时能有效降低后刀面的粘结氧化等热化学磨损,较好的延长整个刀具寿命。在不同切削速度干、湿切削对比,高压湿切削对后刀面减磨效果会随着切削速度升高而增大,在切削速度V_c=300m/min减磨效果最明显。     

切削加工钛合金的切削参数优化研究

钛合金材料因其具有强度高、耐腐蚀性好、耐热高等特点被广泛用于航空航天、舰船、民用工业等各个领域。而钛合金是典型的难加工材料,切削钛合金的加工效率和质量较低。本文选用了不同种牌号的硬质合金刀具,进行了切削加工TC4钛合金刀具磨损及耐用度试验。基于切削加工钛合金的刀具磨损及耐用度试验结果分析,确定了切削速度、切削深度和每齿进给量等切削参数作为设计变量,建立了以切削加工钛合金最大金属去除率为优化目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。     

PCD 刀具精密切削时超越性加工现象的研究

用PCD刀具进行精密切削时,出现了工件已加工表面粗糙度低于刀具表面粗糙度这一与传统切削理论相反的超越性加工现象。本文研究了超越性加工现象的机理,提出了双错位的概念,这对于改善PCD刀具的应用条件具有重要意义。     

微量油膜水滴切削加工不锈钢的效果试验研究

主要应用微量油膜水滴切削液,在C620-1普通机床上,通过改变切削速度、进给量以及调整喷嘴的喷射角度,对奥氏体1Cr18Ni9Ti不锈钢材料进行切削加工的效果试验研究。试验结果表明,与干切削、乳化液切削相比,微量油膜水滴切削不仅能够有效地降低切削力和加工表面粗糙度,而且其刀具寿命分别是干切削、乳化液切削的2.28倍和1.6倍。在喷射方向效果研究中,微量油膜水滴在对刀具后刀面和侧面进行喷射的切削加工效果更佳。试验研究表明,微量油膜水滴切削液具有一定的冷却效果和良好的润滑效果。     

TC4钛合金在低温CO2冷却下的切削性能

TC4钛合金在高速车削时易出现刀具磨损快和缠屑等问题,难以保证表面加工质量。利用自行组建的强压液态CO2供给系统,将低温CO2混合物高速射流作为冷却润滑介质,研究了低温CO2射流下高速切削TC4钛合金时的切削温度、切削力、刀具磨损、表面粗糙度以及切屑的断屑情况,并将其与干切削状况进行了对比分析。结果表明,低温CO2射流可有效降低切削温度,减小切削力,减轻切屑缠绕,抑制刀具磨损并提高已加工表面质量。     

精密微型比例阀的设计与应用

介绍了自行研制的常闭型微型比例阀,概述了比例阀的工作原理,详细介绍了其材料选用,结构设计、性能测试和应用方案。其特点是体积小,低功耗,精度高。为了满足高频精密控制,定铁芯和动铁芯材料选用上采用电磁纯铁DT4E;结构设计可以根据使用压力和流量不同,选用不同流通能力Kv值和流通孔径;同时动铁芯采用嵌套式弹性机构,配合电路PWM(Pulse Width Modulation)脉宽调制闭环控制,可以实现精密电子流量/压力控制EPC(Electronic Pneumatic/Pressure Control),流量精度达0.001mL/min,压力精度达0.001psi。     

无心磨削过程碳排放量及其关键影响因素解析

准确量化制造过程中的碳排放量是实现低碳制造的前提条件。磨削是一种广为应用的精密加工方法,同时也是切削热量高、使用切削液量大、加工环境差、能量利用效率低的加工工艺。利用公理化设计找出影响低碳磨削的各层关键影响因素,综合考虑了能源、资源和废弃物对碳排放量的影响,建立了数控粗磨、精磨和光磨整个磨削过程的ERWC碳排放量定量分析模型。最后进行了实际磨削加工测量实验,并用MATLAB给出了模型计算比较结果,解析了关键影响因素。     

高锰钢切削刀具的设计

高锰钢切削极易产生硬化层,很难加工。在生产实践中,通过合理地选择刀具材料、刀具结构、切削用量等,可以很好解决高锰钢难加工的问题,保证了高锰钢的加工质量。     

金属陶瓷车削纯铁材料的切削性能研究

在精密制造领域,纯铁材料由于材料物理性能的特殊性,使得其切削性能与一般的黑色金属差异很大,以纯铁为材料的精密零件的制造难度很大.着重从刀具的选择和车削过程中刀具的磨损情况两个方面研究纯铁的车削性能,以期解决纯铁材料高精度零件的制造技术难题.     

新型材料超高碳钢的研究与展望

超高碳钢是国内外近年来发展起来的一种新型的、并具有重要发展前景的高性能钢铁材料.新型材料超高碳钢的研究热点包括:开发新的高效率、低成本适于规模生产的新钢种,以及超高碳钢合金化、相图热力学、相变动力学等基础研究工作.     

氮化碳涂层刀具干切削性能的研究

采用dc反应磁控溅射法在硬质合金 (YT15 )上沉积氮化碳超硬涂层 ,将其应用于干切削领域 ,通过对硅铝合金和淬火钢的干式切削试验 ,研究了氮化碳涂层刀具的切削加工性能。切削试验表明 ,在干式切削加工硅铝合金时可以达到较高的表面粗糙度 ,完全能满足生产要求 ;在淬火钢加工中 ,与未涂层的刀具相比 ,刀具寿命有较大提高     

CFRP与钛合金叠层制孔钻头横刃结构优化

针对碳纤维复合材料(CFRP)与钛合金夹层结构制孔过程中加工质量、制孔效率与钻头寿命低等问题,以钻头的横刃结构为主要研究对象设计试验方案,对钻头横刃结构进行优化,以提高加工质量、制孔效率与钻头寿命。结果表明:优化后的横刃结构加工性能优于普通"X"形钻头横刃结构,不论是碳纤维复合材料部位还是钛合金部位轴向切削力明显减小。     

高速铣加工壁板类零件转角

高速切削加工技术是一项全新的先进制造技术,其具有高的生产效率、加工精度、表面质量和生产成本低等优点。航空制造业中主承力结构件多数为整体坯料"掏空"的整体结构件,代替传统的拼接结构。因此在对材料去除率大、加工质量要求高、加工周期长的整体结构件加工中更能体现其独特的优势。探讨适合高速切削特点高速铣削零件转角的工艺改进方案,提高零件的加工质量缩短加工周期,能优质高效地完成生产任务。     

五坐标高压水束加工技术的研究

采用高压水束这一特种加工方法来加工,确定了高压水束加工的技术参数,建立了高压水束切割时工件和载荷的理论模型,并将理论模拟分析与实际试验结果进行了比较。研究了不同高压泵压力作用下高压水束的速度及作用范围。实验结果表明,利用高压水束方法加工上述材料能够满足其加工部位的质量要求。     

An Experimental Analysis and Optimisation of the CO2 Laser Cutting Process for Metallic Coated Sheet Steels

An experimental investigation is presented which analyses the CO2 laser cutting process for difficult-to-cut metallic coated sheet steels, which are called GALVABOND. It shows that by proper control of the cutting parameters, good quality cuts are possible at high cutting rates. Plausible trends of the energy efficiency (percentage of energy used in cutting) with respect to the various process parameters are analysed. Visual examination indicates that when increasing the cutting rate to up to 5000 mm min⁻¹ , kerfs of better quality than those produced using the parameters suggested in an early study can be achieved. Some kerf characteristics such as the width, heat affected zone and dross, in terms of the process parameters are also discussed. A statistical analysis has arrived at the relationships between the cutting speed, laser power and workpiece thickness, from which a recommendation is made for the selection of optimum cutting parameters for processing GALVABOND material.