Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺制备纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度可转位刀片,并对刀片的切削性能进行分析。结果表明:切削正火态45#钢、淬火态45#钢和奥氏体不锈钢时,与YT15、YG8、TN20相比,制备的刀具皆表现出较优的切削性能和较高的耐磨性,表面经氮化处理后,刀具的表面硬度提高了HRA2.2,大幅度提高了刀具的抗热冲击性能。具有梯度结构的金属陶瓷刀片切削正火钢、铸铁和不锈钢时的切削性能比无梯度结构金属陶瓷刀片的切削性能优良,具有更高的耐磨性。     

金属陶瓷刀具切削淬火钢的磨损机理研究

利用真空烧结工艺制备了纳米复合TI(C,N)基金属陶瓷刀片.进行淬火态45#钢的单因素切削试验,并利用SEM,EPMA对金属陶瓷刀具的磨损失效机理进行了研究.结果表明纳米复合TI(C,N)基金属陶瓷刀片在切削淬火态45#钢时表现出较高的耐磨性和切削性能,其主要的磨损失效机理是压应力下的挤压变形和粘附磨损,同时伴随一定的氧化磨损和扩散磨损.     

纳米TiN改性金属陶瓷刀片的铣削性能

制备了两种纳米TiN改性金属陶瓷可转位铣刀片ToolA和ToolB。研究了这两种新型面铣刀在切削正火态45#钢时的铣削性能及其失效机理。试验结果表明,两种试验铣刀片在Vc=294m/min,fz=0.16mm/z,ap=0.5mm条件下铣削45#钢时,均未发现“崩刃”现象,并全都以“磨损”的形式失效,刀具寿命较长。此外,在同样切削条件下,ToolA具有良好的抗氧化磨损性能,而ToolB有更高的耐机械冲击能力;高温扩散和氧化磨损成为导致纳米TiN改性铣刀片磨损失效的主要原因。     

碳氮化钛基金属陶瓷可转位刀片的刀具寿命研究

通过刀具寿命试验对株洲质合金厂生产的TN315,TN325二种牌号的Ti（C,N）基金属陶瓷可转位车刀片车削45#钢进行研究,并且应用计算机进行试验数据的运算和分析;从而建立了刀具寿命T与各切削因素的函数表达式和T－V曲线,分析了各因素对刀具寿命的影响．     

超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能

利用真空烧结工艺制备了两组含有不同TiN成分的超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片,用不同的切削速度和进给量切削正火45钢,分析了刀具的耐用度、磨损和失效方式等切削性能.结果表明:高速切削时刀具的磨损形式以氧化磨损和扩散磨损为主;在高速进给量大的切削条件下,含TiN低的刀片切削性能好于TiN高的刀片;切削速度对刀具寿命的影响很大;进给量在切削速度较低时对刀具寿命的影响程度要大于切削速度较高时.     

TiN/TiAlN涂层Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN多层涂层,通过扫描电镜、涂层附着力自动划痕仪对其显微组织形貌和涂层的结合强度进行了分析,并对涂层和未涂层金属陶瓷铣刀以及硬质合金铣刀进行了切削0Cr18Ni9钢的试验.结果表明,多弧离子镀TiN/TiAlN涂层均匀,TiN/TiAlN多层涂层与金属陶瓷之间的结合强度高达57.52 N.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的切削性能明显优于未涂层金属陶瓷和硬质合会YW2,其平均寿命为硬质合金刀具的2倍.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷刀具的失效形式主要是磨损和崩刃,没有涂层剥落现象,TiN/TiAlN涂层与基体的结合强度很好.未涂层金属陶瓷刀具的磨损形式主要是磨损和粘着.     

不同后角的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削过程的DEFORM-3D有限元模拟

采用XRD、SEM、EDS方法分析金属陶瓷的显微组织,并测试其室温力学性能。在DEFORM有限元模拟软件中建立三维切削有限元模型,对不同后角的切削过程进行仿真模拟。对等效应力场、温度分布及磨损量模拟结果进行分析,分析结果表明切削正火态AISI-1045钢时,金属陶瓷刀具的最佳后角为5°。切削实验参数与有限元模拟参数相一致,切削实验结果表明,刀具后角5°切削时,金属陶瓷刀具的耐用度最好,验证了有限元模拟预测的正确性。     

基于田口法的TN60刀具加工件表面质量影响因素的研究

TN60金属陶瓷刀具具有硬度高、耐磨好、摩擦系数低和抗热变形能力强等特点。为了研究此材料刀具加工零件成型表面质量,运用Minitab软件设计了三个切削加工试验,分别从切削参数、刀具参数和切削液浓度三个方面对成型表面粗糙度的影响进行分析。试验1表明,切削参数在v_C=442.112 m/min、f=0.08 mm/r、a_p=0.2 mm时,加工零件成型表面粗糙度值最低为R_a=0.902μm;试验2表明,采用试验1粗糙度值最低的切削参数,刀具参数刀尖角ε_r=60°、刀尖圆弧半径r=0.8 mm时,加工零件成型表面粗糙度值最低为R_a=0.6μm;试验3表明,采用前两个试验表面粗糙度值最低的切削参数和刀具参数,切削液浓度在12.5%时,加工零件成型表面粗糙度值最低为R_a=0.522μm。优化切削参数和刀具参数并合理使用切削液,TN60刀具可以实现以车代磨对零件进行精加工。     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体渗硼法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼后金属陶瓷的微观组织和力学性能以及渗硼对切削性能的影响。结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层组织由硼化物层、扩散层和基体区组成。渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低。渗硼使金属陶瓷刀具在切削速度为200 m/min时的使用寿命提高约1倍;在300 m/min切削速度下,渗硼对延长金属陶瓷刀具的使用寿命没有明显作用;切削速度增至400 m/min时,渗硼使金属陶瓷刀具的使用寿命变短。强烈的热冲击是导致高速切削条件下渗硼层耐磨性降低的主要原因。渗硼层有效地减轻了金属陶瓷刀具表面发生的粘结,并抑制了刀具的扩散磨损和氧化磨损。     

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能

Ti(C,N)基金属陶瓷由于具有优良的综合性能因而被广泛用作刀具材料。本文探讨了纳米 Ti N对 Ti C基金属陶瓷刀具显微组织的影响 ;还研究了它与 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具 (cermetμm,下同 )及 YG8刀具在切削灰铸铁时的磨损曲线及磨损机理。结果表明 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具 (cerm etnm,下同 )的效果显著 ;与 cermetμm刀具及 YG8刀具相比 ,cermetnm刀具具有更高的寿命与耐磨性 ;崩刃是 cermetnm刀具主要的失效形式     

基于FEM的纳米TiN改性金属陶瓷刀具的切削性能研究

文章以纳米TiN改性金属陶瓷刀具作为研究对象.基于大变形-大应变、增量理论及拉格朗日算法,建立了Cockcroft&Latham断裂分离及磨损准则的有限元模型,并对AISI1045钢进行切削加工模拟.改变刀具角度,得到不同角度纳米TiN改性金属陶瓷刀具切削过程中的主切削力、温度及后刀面磨损变化曲线,模拟结果与相关切削理论比较吻合.结合刀具磨损SEM形貌,简要分析了此刀具磨损机理.文章的研究能够为后期新型刀具材料的研究开辟了新路径,以期到达缩短研制周期,降低成本的目的.     

铣削大理石切削参数对PCD刀具磨损的影响

目的探索PCD刀具磨损机理,以延长刀具使用寿命。方法设计正交试验,研究不同加工参数切削大理石对刀具磨损的影响情况。分析主轴转速、进给速度与切削深度对PCD刀具磨损量的影响规律,以优化切削参数来减小刀具磨损量。根据经验公式,建立单位时间刀具磨损量和固定行程磨损量模型。通过对试验过程刀具振动情况记录,结合刀具实际磨损情况,给出了刀具磨损等级。结果主轴转速的提高可以减少刀具磨损量,进给速度的增大会加剧刀具磨损,而切削深度小于1 mm时,其对刀具磨损量的影响很小,但切削深度大于1 mm时,继续增大切削深度会使刀具快速磨损。利用预测模型能够很好地对刀具磨损情况进行预判,根据磨损等级,得出刀具与机床发生共振时磨损最为严重,在刀具表面产生了明显的犁沟、磨损以及金刚石颗粒脱落。结论在实际加工中,通过提高主轴转速、降低进给速度以及减小切削深度有助于增强刀具的耐用度,避开共振切削参数可以有效降低刀具磨损,主轴转速、进给速度、切削深度分别为12000r/min、500 mm/min、0.5 mm时的切削效果较佳,有最小的刀具磨损量。     

复合地层中不同刃形滚刀与岩石接触行为研究

目的 滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法 通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形的滚刀(平顶、圆顶和螺旋槽滚刀)在软硬复合地层中的切削力、破岩体积等关键指标,同时建立滚刀破岩有限元数值模型,探究滚刀刃形影响其切削岩石性能的机理和规律。结果 在复合地层中工作时,平顶滚刀所需的法向力均值最高,其余滚刀则相近。这是由于圆顶和螺旋槽滚刀破岩时仅有部分表面参与接触,接触面积均小于平顶滚刀,应力集中效应明显,从而降低破岩法向力。螺旋槽滚刀在切削不同强度岩石时的法向力差距最小;圆顶滚刀的法向力标准差的值最小。3种滚刀均形成了粉末状和片状岩石碎片,平顶和圆顶滚刀形成的岩石碎片总体积相近而螺旋槽滚刀略低。结论 复合地层软硬岩强度相差较大时,可选用螺旋槽滚刀以减轻刀盘偏载;硬岩部分强度较高时,推荐选用圆顶滚刀,以减小切削力和载荷冲击。     

新型Ta-C涂层铣刀切削性能研究

目的研究Ta-C涂层刀具与普通类金刚石涂层刀具切削2A50铝合金时的性能对比。方法通过实验比较两刃、四刃Ta-C涂层铣刀和两刃、四刃普通类金刚石涂层铣刀,在干式切削条件下切削2A50铝合金的性能。通过相同切削条件下刀具切削距离的长短,比较刀具的使用寿命,并在显微镜下观察切屑的表面形貌,用表面粗糙度仪检测铝合金表面的粗糙度。结果两刃Ta-C涂层铣刀干式切削铝合金时的使用寿命最长,切削距离为116 m。Ta-C涂层铣刀与普通类金刚石涂层铣刀加工工件的表面粗糙度总体呈上升趋势,两刃Ta-C涂层铣刀加工出来的工件表面质量较好,工件表面粗糙度均值为0.692μm。结论相同刀刃数量且结合力良好的涂层铣刀相比较,Ta-C涂层铣刀较普通类金刚石涂层铣刀加工出来的工件表面粗糙度平均值低,同种涂层加工得到的切屑表面微观形貌无明显差别。Ta-C涂层铣刀与普通类金刚石涂层铣刀切削铝合金时,抑制粘刀效果都十分明显,但Ta-C涂层铣刀效果更优。     

Cutting and wear behaviors of TiC based cermets cutter with nano-TiN modification

1　INTRODUCTIONCermethasbeenwidelyusedasatoolmaterialowingtoitsgoodcomprehensivepropertiessuchashighhardness ,hightransverserupturestrength ,goodchemicalstabilityandexcellentwearresis tance[1] .Inaddition ,TiCbasedcermetsappearedin1930sanddevelopedveryquicklyafter 1980s[2 ] .Ear lyTiCbasedcermetscutterfindlimitedapplicationbecauseofitslowermechanicalproperties .Subse quentinvestigationfindsthatadditionofTiNaidstotheimprovementofmechanicalpropertiesbecauseoftherefiningeffectoftheTiCmatr…     

金属陶瓷可转位铣刀的研制

论文说明了研制的金属陶瓷可转位铣刀的结构及可转位刀片的形状，分析了金属陶瓷可转位铣刀的角度的选择。通过切削试验表明研制的金属陶瓷可转位铣刀的耐用度高，加工工件的表面粗糙度达Ra0．8。     

PCBN微型铣刀的制备及应用

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具具有高硬度、高耐磨性、较好的导热性、较低的摩擦系数,同时又具有优良的化学稳定性、热稳定性及加工红硬性,可以以铣磨方式高效加工高硬度、高强度、耐腐蚀性钢材并获得高表面加工质量。在分析PCBN微型铣刀的设计特点与加工难点基础上,成功制备了颈部缩颈3 mm,直径0.2 、0.4 、0.6 以及1.0 mm的PCBN微型球头双螺旋刃铣刀,并使用直径0.4 mm的微型铣刀进行铣削实验。结果表明:制备的PCBN微型铣刀可以高质量、高效率地加工硬度50 HRC的模具钢模具,模具的表面粗糙度R_a值可达0.101 μm,且无阴阳面,满足其表面最终加工要求。      

A fuzzy expert system for the design of machining operations

In this paper, a fuzzy expert system called Smart Assistant to Machinist, or SAM, is introduced. The system consists of four modules: a database, a cutter selection module, a cutting condition design module and a learning module. The database consists of four data files: work material data file, machine tool data file, machining plan data file (which defines desirable material removal rate, surface finish, cutting speed, feed, depth of cut, etc.) and cutter data file. The cutter selection module is developed based on fuzzy logic, in which the cutter selection is conducted in three steps. First, the input information is “fuzzyized” Next, using the fuzzy correlation functions, cutter grades and cutters are selected. Then, the selected grades and cutters are searched against the cutter data file to check the availability. The cutting condition design module is developed based on fuzzy non-linear programming and user interactive graphics. The learning module is developed so that users can fine-tune the fuzzy functions to further improve the performance of the system. The system has two distinct features: (1) it can select cutters and design cutting conditions based on partial and imprecise information, and (2) it selects commercial cutter products used on shop floors. The use of the system is demonstrated using two examples.