基于液氮低温冷却的钛合金铣削技术研究

针对钛合金难加工特性导致的切削力大、切削温度高和刀具寿命低等问题,通过研制与数控加工机床集成应用的液氮冷却施加装置,进行液氮低温冷却条件下钛合金铣削试验研究,测试干切削、切削液浇注、微量润滑和液氮冷却方式下铣削钛合金的切削力、表面粗糙度进行对比分析,并且进行了不同加工刀轨条件下冷却方式对刀具失效形式影响的试验研究,研究结果表明:在切削速度120 m/min的情况下,液氮低温冷却方式有利于减小切削力和表面粗糙度,而且能够有效抑制刀具崩刃的产生,比切削液浇注的方式能更有效地提高刀具寿命。     

钛合金车削中的低温油膜水滴冷却润滑技术

简述了低温油膜水滴(cryogenic Oils on Water,低温OoW)切削液的冷却润滑原理。通过测量常规浇注、低温冷风和低温OoW切削液三种冷却润滑方式下切削钛合金的切削温度、刀具寿命和工件表面质量的对比试验,研究低温OoW切削液的冷却润滑性能。试验结果表明,低温OoW切削液具有良好的冷却润滑效果,能有效降低切削温度、提高刀具寿命和降低表面粗糙度值,且在切削速度提高时,对比效果更为明显。     

新型Ti5553合金切削加工性

新型Ti5553合金是一种很难加工的钛合金.分析了Ti5553合金的切削加工性,提出了切削刀具、切削参数和装夹方式的选择,可以为从事Ti5553合金工件加工人员提供一定的帮助.     

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。     

低温切削7075铝合金鳞刺形成规律及抑制措施

针对干切削铝合金工件表面易产生鳞刺、表面完整性较差的问题,采用液氮冷却方式在不同切削参数下对7075铝合金进行了正交切削试验,使用扫描电子显微镜和3D光学轮廓仪分别表征了已加工表面形貌、鳞刺分布和鳞刺尺寸,分析了切削速度、进给量、刀具前角和冷却方式(干切削、液氮冷却、切削液)对已加工表面鳞刺分布和尺寸的影响,并基于鳞刺...     

液氮低温切削钛合金实验研究

针对钛合金难加工特点,将液氮作为冷却介质直接喷向切削区进行钛合金TC4低温车削加工,测量其切削力、表面粗糙度和刀具磨损,并与干切削在相同实验条件下对比,分析低温切削对钛合金的影响。实验结果表明:低温切削钛合金,主切削力有所增大,但进给方向力减小,刀具磨损状况与表面质量得到改善,断屑相对容易。     

微量油膜附水滴切削40Cr合金结构钢试验研究

简述了油膜附水滴(oils on water,OoW)切削液的冷却润滑原理。通过干切削、常规浇注乳化液和OoW切削液三种冷却润滑方式,切削40Cr合金结构钢的切削力以及工件表面粗糙度的对比试验,研究OoW切削液的冷却润滑性能。试验结果表明,OoW切削液能有效减小切削力和表面粗糙度值。     

钛合金绿色切削加工工艺优化研究

以Ti6Al4V钛合金为研究对象,采用含交互作用的正交试验方法,研究分析了冷却方式(传统切削液、微量润滑MQL和油膜附水滴OoW)、切削转速、进给速度和切削深度四个因素对铣削过程中切削力、表面粗糙度和刀具磨损的影响。结果表明,具有良好润滑性能的MQL技术切削合力比OoW总体更低;采用MQL和传统冷却液的粗糙度接近且优于OoW。冷却方式和进给速度对切削合力的影响程度高于冷却方式与其他切削参数交互作用;冷却方式和切削转速的交互作用对粗糙度的影响程度最高。MQL绿色冷却因良好的润滑效果,相比OoW能更好地抑制后刀面磨损,有望取代传统冷却液进行钛合金的绿色加工。     

液氮冷却对铁基形状记忆合金车削加工性能的影响研究

针对铁基形状记忆合金常规冷却切削条件下因材料自身相变点及热滞性所出现的表面加工质量差、超弹性性能受损、切削效率低等问题,研究液氮冷却对改善形状记忆合金性能的影响。设计液氮喷淋低温冷却车削Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金试验,研究了液氮喷淋低温冷却、常规水基切削液冷却、干切削等不同冷却方式、不同工艺参数下切削振动以及表面粗糙度的变化特性,分析了不同冷却方式对切削表层微观组织结构的影响。结果表明,液氮冷却能较好地改善铁基形状记忆合金的切削性能及微观组织。     

液氮冷却下大进给铣削TC4钛合金的试验研究

钛合金是现代飞行器的主要结构材料之一,是一种典型的难加工材料。针对切削加工钛合金时刀具磨损快、表面质量不易控制等难题,将TC4钛合金作为研究对象,以液氮作为冷却介质,进行了TC4钛合金的大进给铣削试验,测试了液氮冷却条件下大进给铣削TC4钛合金的铣削力、铣削温度以及刀具磨损等,并与乳化液和低温冷风条件下的测试结果进行了对比分析。结果表明:在以较大的切削速度和每齿进给量铣削TC4钛合金时,采用液氮冷却比使用乳化液能更有效地降低切削力和切削温度;比采用低温冷风冷却能更有效地延长刀具寿命。     

乳化液与油膜附水滴切削液的对比试验研究

简述了油膜附水滴(Oils on Water,OoW)切削液的冷却润滑原理。为了研究油膜附水滴切削液和乳化液在切削45钢过程中的冷却和润滑性能,通过对浇注乳化液和OoW切削液两种冷却润滑方式下切削45钢的切削力、工件表面粗糙度的试验进行比较,分析两种切削液的冷却润滑性能。试验结果表明,使用OoW进行切削润滑,能够降低切削加工过程的切削力和工件表面粗糙度,与采用乳化液相比具有明显优势,为实际加工过程的切削参数选择及润滑液选择提供了重要参考。     

低温氮气射流对钛合金高速铣削加工性能的影响

在钛合金的高速切削过程中，切削区温度很高，加速了刀具的磨损，限制了切削速度的进一步提高。为降低切削区温度、防止刀具的氧化磨损，提出在低温氮气射流条件下进行钛合金的高速铣削加工。在干铣削、浇注切削液、常温氮气油雾、低温氮气射流和低温氮气射流结合微量润滑等冷却润滑条件下进行了钛合金的高速铣削对比试验。试验结果表明，低温氮气射流结合微量润滑能够最有效地降低铣削力，抑制刀具磨损。借助扫描电镜的检测手段，研究了不同冷却润滑条件下刀具的失效形式。指出在低温氮气射流条件下高速铣削钛合金时，只要热裂纹的形成与扩展未引起刀具的崩刃及刀面的剥落，进一步降低低温氮气的温度将提高刀具的使用寿命。     

液氮低温切削加工对高强度钢加工表面的效果

介绍了高强度钢材料的应用现状,以及其切削加工特性;探讨了高强度钢材料的切削加工问题和35CrMnSiA的化学成分与力学性能。针对干切削和冷却液浇注切削的不足,通过对采用液氮低温切削加工高强度钢零件方法的研究,设计了低温液氮切削与干切削和冷却液浇注切削的对比试验。试验结果表明,这种方法能提高了工件表面的精度,延长了刀具的使用寿命,可省去冷却液和废液,有利于实现清洁生产模式,符合绿色制造的要求。     

低温喷雾射流冷却高速铣削钛合金加工性能研究

钛合金是一种难加工材料,主要是因切削区温升过高,刀具磨损严重,影响加工表面质量。为了降低切削区温度,提高钛合金的高速切削加工性,采用低温喷雾射流冷却技术,对TC4进行高速铣削加工性能试验。结果表明:相对于低温冷风和MQL,低温喷雾射流冷却具有更强的导热冷却作用,能有效地降低切削温度、减少刀具磨损、改善加工表面粗糙度及切削加工性。用水作为喷雾冷却介质,无毒害作用,是一种绿色制造技术,具有良好的发展前景。     

低温气动喷雾射流冲击冷却技术在钛合金磨削中的应用

针对钛合金磨削加工中容易造成工件烧伤及加工质量不易保证的难题，提出了一种新的高效冷却技术——低温气动喷雾射流冲击冷却技术，并依据此思想开发出一套低温气动喷雾射流冲击冷却系统，将其应用于钛合金的磨削加工中。试验结果表明，相对于低温冷风和常规浇注冷却，低温气动喷雾射流冲击冷却具有明显的冷却优势，它可将磨削温度和工件表面粗糙度控制在较低的水平。     

超声雾化辅助切削钛合金的表面质量和刀具磨损

为了减轻钛合金干式切削时的刀具磨损,提高试件表面质量,提出了一种水基切削液超声雾化辅助切削的方法.首先,以TC4钛合金为切削对象,进行了钛合金干式切削试验.然后,以纳米级水溶性油基切削液与去离子水混合后形成的乳化液为雾化介质,由超声雾化器转化为微小液滴并作用于刀工界面,进行了超声雾化辅助切削试验.最后,对比分析了超声雾化辅助前后,TC4工件表面粗糙度、刀具磨损、元素扩散和切屑形貌等情况.实验结果表明:与干式切削相比,超声雾化辅助切削后的钛合金表面粗糙度降低47.6％、后刀面刀具磨损值最大降低36μm、刀具表面Ti、O元素含量分别从78.72％、6.32％减少到75.49％、1.85％.     

微量润滑技术切削7075铝合金试验研究

采用传统切削液冷却方式加工7075铝合金时,工件表面粗糙度较高,表面质量差,资源消耗大。针对上述问题,通过对采用微量润滑切削加工7075铝合金的研究,设计了微量润滑冷却与切削液冷却的对比试验。试验结果表明,增加微量润滑喷雾油量可以在一定程度上降低工件表面粗糙度,随着喷雾油量的增加,其对工件表面粗糙度的影响减小,最终趋向平稳状态。当切削速度为200～400 m/min时,使用2种润滑方式得到的工件表面粗糙度随着速度的增加而变小;当切削速度从200～400 m/min继续增大时,采用微量润滑冷却方式得到的工件表面粗糙度随着切削速度的增加而增大,在600 m/min的切削速度时最为明显。微量润滑相比于传统切削液冷却具有更好的润滑性能,可以减少因为切削过程中润滑不良而产生的表面不良缺陷。     

PCBN刀具干湿切削淬硬钢对比试验研究

通过PCBN刀具干、湿切削淬硬轴承钢GCr15对比试验,对两种条件下的切削力随刀具磨损的变化、刀具寿命及被加工工件表面粗糙度进行了对比。试验表明:干切削状态下金属软化效应占主导地位,湿切削可获得更好的表面粗糙度,切削液在刀具磨损后期开始发挥作用。     

切削介质对微细铣刀磨损影响的试验研究

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究.在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律.同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质.结果表明:四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质.为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值.     

不同冷却条件下钛合金材料的车削性能研究

对难加工材料钛合金进行冷风油雾切削实验,将实验结果与常温干车、常温喷雾和大量油剂喷淋的冷却方式进行对比研究。通过实验结果分析,在采用相同切削参数及刀具加工时,低温喷雾冷却的刀具使用寿命最长,常温干车的刀具使用寿命最短。同时,采用低温喷雾冷却方法,加工表面粗糙度值也有所下降。