不同材料和刀尖圆弧半径刀具加工TC4钛合金的表面质量及刀具磨损行为

采用聚晶立方氮化硼(PCBN)、TiAlN涂层硬质合金(2种刀尖圆弧半径)和Al_2O_3+TiC涂层硬质合金等3种刀具车削TC4钛合金工件,测试了刀具后刀面磨损宽度和工件表面粗糙度,观察了刀具的磨损形貌并分析了磨损机制;同时,研究了刀尖圆弧半径对工件表面粗糙度和切屑形貌的影响。结果表明:TiAlN涂层硬质合金刀具具有比其他2种刀具更长的使用寿命,且加工后工件的表面粗糙度最小、表面质量最好,其磨损形式主要为磨粒磨损和黏结磨损;PCBN刀具的失效形式主要为前刀面和后刀面崩塌,而Al_2O_3+TiC涂层硬质合金刀具的磨损形式主要为扩散磨损;刀尖圆弧半径的增大有利于提高TiAlN涂层硬质合金刀具的断屑能力以及加工工件的表面质量。     

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.     

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。     

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。     

基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造

<正>由于密度小、强度/重量比高、高温稳定性好以及耐腐蚀性好等特点,钛合金被广泛应用于航空航天领域。但因钛合金低的导热性、高的化学活性以及弹性模量小等特点,使其切削加工性差、刀具寿命低,被公认为难加工材料,这限制了切削速度和生产率的提高。本文以钛合金高速铣削刀具失效演变对硬质合金涂层刀具性能的要求为指导和依据,以高性能硬质合金刀具材料设计、刀具结构设计和刀具涂层设计为核心,对硬质合金涂层刀具设计理论与方法进行了深入研究和探讨,最终     

PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命

研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。     

Cr/x/DLC复合涂层刀具切削铝硅合金切削性能研究

类金刚石(Diamond-Like Carbon,DLC)涂层刀具结合了基体强度高、韧性好以及涂层硬度高、耐磨性高的优点,可以有效降低刀-屑间摩擦,提高刀具切削寿命和加工效率。采用直流磁控溅射和等离子体辅助化学气相沉积(Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition,PACVD)法分别在硬质合金刀具基体上制备了单一DLC涂层、Cr/W-DLC/DLC复合涂层和Cr/CrN/DLC复合涂层。对比研究了具有不同Cr/x/DLC过渡层的DLC复合涂层硬质合金刀具加工过共晶结构铝硅合金AC9B的切削性能。研究结果表明:切削铝硅合金时,相对于无涂层硬质合金刀具,DLC涂层硬质合金刀具可以明显降低切削力和切削温度,并且具有更长的刀具切削寿命;Cr/W-DLC/DLC复合涂层硬质合金刀具的切削力最小,切削寿命最长。经显微分析,发现DLC涂层硬质合金刀具切削铝硅合金时的磨损机理主要是黏结磨损和硬质点磨损。     

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。     

加工In718时硬质合金涂层刀具的磨损机理

采用硬质合金涂层刀具对镍基合金In718进行了车削试验,分析了硬质合金刀具的磨损形态、磨损机理,并给出了不同条件下的刀具寿命。结果表明,涂层硬质合金切削In718时的主要磨损形式为涂层剥落。     

金刚石涂层刀具切削性能的研究

金刚石涂层是一种新型材料,相对于硬质合金具有更高的切削性能。文中通过实验,将金刚石涂层和硬质合金的刀具寿命进行了比较,结果表明,该涂层刀具具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热性等的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度。     

柴油机气阀干切削PCBN刀具

介绍了一种干切削柴油机气阀的PCBN刀具。该刀具加工质量好,切削效率高,可以显著地降低生产成本,而且刀具抗冲击韧性好,不崩刀打刀,刀具寿命是硬质合金刀具有50－100倍以上。     

PCBN刀具高速切削钛合金切削力和表面质量的研究

针对PCBN刀具材料和钛合金Ti6Al4V工件材料的特点,采用单因素试验法,对切削力和已加工表面粗糙度进行研究。通过与其它刀具材料作对比,证明了PCBN在高速、低进给量、低背吃刀量下切削钛合金可以得到较平稳的切削力和较低的工件已加工表面粗糙度。     

粉末冶金烧结钢切削加工试验研究

采用硬质合金刀具、陶瓷刀具和PCBN刀具对粉末冶金Fe-1．0Ni-0．5Mo-0．5Cr低合金烧结钢进行车削试验。研究了切削速度、进给量对加工表面粗糙度的影响。结果表明,车削Fe-1．ONi-0．5Mo-0．5Cr低合金烧结钢所选的PCBN刀具的刀具耐用度以及加工表面粗糙度优于陶瓷刀具和硬质合金类刀具,但从加工效率和经济性方面考虑,陶瓷刀具是半精加工和精加工的首选。     

高速车削钛合金时PCBN刀具寿命的研究

采用对角正交回归试验法,研究了用PCBN刀具高速车削钛合金TC4时切削用量对刀具寿命的影响,并分析工件已加工表面粗糙度。通过扫描电镜观察分析,证实刀具的磨损机理主要是前后刀面的粘结磨损及氧化磨损、后刀面磨损以及切削深度线处的沟槽磨损。     

高速铣削近α钛合金的切削温度研究

切削温度不仅直接影响刀具的磨损和耐用度,而且也影响工件的加工精度和已加工表面质量。由于钛合金导热性差和化学亲和性强等原因,通常在其切削加工时切削温度高、刀具磨损严重,致使切削速度难以进一步提高。本文重点对钛合金高速铣削时的切削温度进行试验研究,阐明夹丝半人工热电偶法测温原理和所测热电势信号的物理意义。试验选用了3种不同类型的硬质合金刀具,系统地研究了切削用量、冷却条件及刀具磨损等因素对近α钛合金高速铣削时切削温度的影响。     

钛合金TC17的高速铣削研究

在干切环境下选用了硬质合金刀具对近β相钛合金TC17进行高速铣削研究。着重讨论高速铣削过程中的铣削力、刀具磨损和刀具耐用度;研究分析各铣削参数对铣削力、刀具磨损和刀具耐用度的影响规律。     

WEAR AND LIFE OF PCBN TOOLS WHEN DRY-CUTTING BEARING STEEL GCr15

The wear forms and reasons of PCBN tools when dry-cutting bearing steel GCr15 are studied systematically. The effect law of the workpiece hardness on PCBN tools is gained and tool wearing with the quickest speed at the workpiece critical hardness is proved. The life equation at two kinds of workpiece hardness demonstrates that the effect of the cutting speed on the PCBN tool life is less than that of carbide tools and ceramic tools.     

激光超声复合切削硬质合金的刀具磨损及其对工件表面质量的影响

基于激光加热辅助切削和超声椭圆振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺。采用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具对YG10硬质合金进行了常规切削,超声椭圆振动切削,激光加热辅助切削和激光超声复合切削对比试验。检测了刀具磨损量、刀具磨损形貌、工件表面粗糙度以及工件表面形貌,并通过扫描电镜(SEM)对刀具磨损区域进行了能谱分析,同时研究了激光超声复合切削硬质合金时PCBN刀具的磨损及其对工件表面质量的影响。最后,与常规切削、超声振动切削及激光加热辅助切削进行了对比试验。结果表明:激光超声复合切削时刀具使用寿命显著增加,加工后的工件表面粗糙度平均值分别降低了79%、60%和64%,且工件表面更加平整光滑。激光超声复合切削硬质合金时,PCBN刀具的前刀面磨损表现为平滑且均匀的月牙洼磨损,后刀面磨损表现为较窄的三角形磨损带和较浅的凹坑和划痕;刀具的失效机理主要为黏接磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用。     

Ti6Al4V钛合金枪钻加工的切削力试验研究

钛合金在深孔加工过程中存在刀具磨损严重和加工表面质量差等问题。本文采用整体硬质合金单刃枪钻作为深孔加工刀具,通过对刀具结构的分析和对Ti6Al4V钛合金深孔钻削的切削力试验研究,得到工艺参数对切削力的影响规律,结合制孔的表面粗糙度,优化了钛合金枪钻加工工艺参数。同时,通过刀具的磨损分析得到了钛合金枪钻加工过程中刀具的主要磨损形式。