考虑左旋切削刃切削连续性的碳纤维增强树脂基复合材料铣削研究

采用右旋切削刃铣刀加工碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）时,纤维层受单向轴向力作用而易产生分层、毛刺等损伤,采用左右旋切削刃共存的多刃微齿铣刀对纤维层施加双向轴向力能有效抑制损伤,但如何保证每层纤维都受到左右旋切削刃的切削作用成为抑制损伤的关键。以多刃微齿铣刀为研究对象,通过设计不同的分屑槽螺旋角,获得左旋切削刃切削面积连续、重叠及未连续三种类型的铣刀。通过实验研究发现：切削面积连续时,CFRP加工表面有少量毛刺及翻边;切削面积重叠时,CFRP加工表面无毛刺及撕裂损伤,效果最好;切削面积未连续时,加工表面有大量毛刺和撕裂损伤;此外,表面粗糙度值会随着分屑槽螺旋角的增大而增大。     

不同涂层的硬质合金菱齿立铣刀铣削CFRP的性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)是典型的难加工材料,工件加工表面质量差、刀具寿命短是最突出问题。硬质合金菱齿立铣刀每个刀齿上均有右旋刃和左旋刃,在铣削CFRP时能有效抑制工件表面毛刺、撕裂等现象的发生,解决了工件加工表面质量差的问题。铣削CFRP时,如何提高刀具使用寿命是非常急迫的问题。本文选用不同涂层的硬质合金菱齿立铣刀在相同切削条件下对CFRP进行铣削加工,对工件加工表面质量、刀具寿命和刀具磨损进行分析,旨在找到铣削加工CFRP合适的硬质合金刀具,更好地解决CFRP的切削加工难题。     

新型微细锥形铣刀几何刃形设计与试验研究

基于切削原理及刀具结构理论,针对微细铣削加工特点,设计了新型微细锥形铣刀.通过试验研究,验证了新型微细锥形铣刀几何刃形的合理性.从而解决了锥形铣刀加工时刀具对工件挤压严重造成塑陛隆起、毛刺突出的问题.     

用金刚石端铣刀高速加工铝材

试验用设计的金刚石端铣刀进行了铝合金铣削试验,在常规的切削速度下用普通刀具加工零件,由于积屑瘤和毛刺的形成,往往引起刀具寿命短,加工表面质量差及切削刃质量差.在许多行业的铝合金加工技术中,较高的表面光洁度及切削刃质量很重要,也很需要.本试验的结果揭示出使用新设计的金刚石端铣刀高速切削铝合金,能加工出镜面表面,而不产生积屑瘤和毛刺.     

左右旋波齿铣刀加工复合材料的切削性能研究

文章设计了一种聚晶金刚石（PCD）左右旋波齿铣刀,设立了直刃无波齿铣刀作为对照组,并进行了相同切削参数下的磨损试验,研究了左右旋波齿铣刀对碳纤维增强复合材料（CFRP）的加工性能。试验结果表明：左右旋波齿铣刀的主切削力更小;左右旋波齿铣刀切断CFRP产生的毛刺较少,而直刃无波齿铣刀加工的表面毛刺较多;随着铣刀切削距离的增长,左右旋波齿铣刀比直刃无波齿铣刀有着更少的刃口磨损。     

错齿三面刃铣刀柱齿槽宽度的计算

左右旋交错齿三面刃铣刀简称错齿三面刃铣刀(铣刀示意图见图 1 )。该铣刀切削性能良好 ,广泛应用于沟槽、平面、斜面、台阶面的铣削加工和切断加工。但由于该刀具左右旋向的两种齿在圆周面上交错排列 ,其制造工艺繁琐且加工难度较大 ,铣右旋齿时极易铣掉左旋齿 ,反之亦然 ;同时 ,由于加工该刀具时采用穿芯轴批量加工 ,出现废品时损失较大 ;以前由于没有采用科学的计算方法 ,只有少数经验丰富的老师傅或专门人员才能胜任该刀具的铣削加工 ,因此加工费用较高。针对这个问题 ,本文提出用科学计算方法取代过去的凭经验加工 ,并推导出相应的计算…     

CFRP复合材料铣削表层损伤形成机制分析

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)以其轻质、高强等优点,已成为高端装备的优选材料。该材料在固化成型之后,仍需大量的边缘、盲窗口、异形轮廓等铣削加工以满足连接装配要求。然而,这类材料极易在表面产生毛刺、撕裂等加工损伤,严重影响构件的承载性能。阐明铣削加工中CFRP表层损伤的形成机制,用以指导铣削工艺的优化,是实现其高质量加工的关键。研究通过四种典型角度CFRP单向板的铣槽试验,从表层损伤分布形式及未切断纤维长度两个方面阐明了纤维切削角、刀刃钝圆半径及铣刀运动特点对CFRP铣削加工表层损伤的综合影响机理。研究表明:纤维切削角是影响CFRP表层加工损伤形成的关键因素。当其为锐角时,在大刃圆半径影响下易由无损伤状态向毛刺多发状态过渡,当其为钝角时损伤分布不受刀刃钝圆半径影响,表层损伤集中分布在90°～135°之间,为毛刺与撕裂共存形式。而铣刀运动特点造成了纤维切削角的连续动态变化,在易形成损伤的区间内引起损伤的动态累积,最终决定了未切断纤维长度。在此基础上,提出可有效抑制CFRP侧铣加工表层损伤的方法,并通过试验验证其有效性,为后续有关加工损伤抑制的研究提供基础。     

切边无毛刺的立铣刀

用立铣刀切削薄板工件的边缘时,就会在工件的上下表面留下毛刺。除去这些毛刺比切边加工本身还费时,而且锉修或用砂布打光时还可能造成废品。普通的右旋立铣刀的刀刃是由下向上切削的,所以,在工件的上表面留下毛刺;而左旋铣刀的刀刃是由上向下切削的,所以,在工件的下表面留下毛刺。     

PCD直刃波齿铣刀加工复合材料的切削性能研究

在切削碳纤维增强复合材料(CFRP)时,大前角的切削刃可以有效减少毛刺,提高加工表面质量,但是前角的增加会影响刀具寿命.本文研究开发了一种PCD直刃波齿立铣刀,设计了不同前角的铣刀进行铣削对比试验,并进行了不同切削距离的磨损试验.通过对比不同切削长度的刀具前刀面、后刀面磨损形貌以及工件上下表面的毛刺,研究了不同前角的铣刀对加工质量的影响.结果 表明,7°前角的铣刀可以有效切断碳纤维,从而减少毛刺的产生,而0°前角的毛刺较多;随着切削距离的增长,7°前角的铣刀比0°前角铣刀前后刀面磨损更小.     

平装可转位铣刀的合理选用

铣削加工是最常见、最重要的切削加工方式之一。随着数控机床的应用日趋广泛 ,对数控铣削刀具的要求也日益提高。平装可转位铣刀是哈尔滨工量数控刀具有限责任公司近年来为满足数控铣削加工需要而开发的新产品。平装可转位铣刀可分为普通铣刀和仿形铣刀两大类 ,使用这两类刀具可完成大多数工件的铣削加工。为提高铣削加工的效率和质量 ,延长刀具使用寿命 ,正确、合理地选用可转位铣刀 (包括选择铣刀结构形式、几何参数、刀片材料等 )具有重要意义。　　1　普通铣刀的选用普通铣削包括对零件上的平面、倒角、沟、槽、台阶等部位的铣削加工 ,…     

基于力-热耦合的三面刃铣刀三维铣削仿真分析

三面刃铣刀是一种广泛用于铣削金属、非金属以及难加工材料的沟槽面和台阶面的标准刀具。本文采用三维拟实的三面刃铣刀模拟铣削加工过程,得出铣刀应力与其工艺参数的关系,以此分析铣刀的破损。首先,考虑到铣削过程中温度场对刀具破损的重要影响,建立并实现了基于瞬态温度-位移耦合的综合力-热应力分析,实现对铣刀刀刃易破损部位的预测。再通过多次仿真试验,得到了刀尖切出应力随铣削参数的变化趋势,并据此给出提高铣刀寿命的建议。最后通过不同切削参数组合下工件表面变形量的有限元预测值与试验对照,验证了模型的真实可靠性。     

碳纤维复合材料的特性及其切削加工刀具研究

在概述碳纤维复合材料(CFRP)性能的基础上,分析了传统整体硬质合金刀具钻削和铣削CFRP时易出现的分层、毛刺、撕裂等加工缺陷的成因,并对切削加工CFRP专用的新型整体硬质合金刀具的切削性能做了概述,旨在为解决CFRP的切削加工技术难题提供有益帮助。     

双副刃端面铣刀的设计与制造

针对强力铣削高锰钢、淬火钢、高合金钢等难加工材料时，刀具易产生崩刃、破裂、撕裂等非正常磨损现象，对端面铣刀进行了参数优化设计和结构设计，特别是采用了刀齿双副刃结构，使铣刀增加了强度，减少了崩刃，降低了磨损，铣刀耐用度提高了1．5倍。     

可转位精密面铣刀

1．前言现代铣削加工作业方式的划分已扩展为六大类：超精铣削、精密铣削、精铣、半精铣、粗铣和重负荷铣削。铣刀的结构形式不仅与刀片形式有关，而且与铣削作业方式密切相关。可转位精密面铣刀适用于加工平面度、平行度和表面质量要求较高的平面，如机床导轨面、大型机床工作台面等。这种铣刀要求切削刃分布于端面，工作齿数多，切削平稳，端齿跳动小（各齿跳动量≤0.01mm），加工表面粗糙度值Ra≤1．6μm（甚至可达Ra0.4μm）。此心由于加工过程中刀刃的磨损及刀片转位都可能直接影响加工表面质量，因此对刀刃的耐用度要求也相当局。2．…     

加工螺旋面的成形盘铣刀刃磨原理及应用

针对可重磨成形盘铣刀刃形曲面复杂,在普通三轴联动数控机床上存在着难以加工的问题。依据空间坐标变换,得到砂轮磨削成形盘铣刀复杂空间刃形的数学模型,提出了一种在普通三轴联动数控机床上磨削自由曲线的刀具路径生成方法,先将刀盘复杂刃形曲线法矢投影与磨削位置砂轮接触点所在平面法矢投影匹配,再将刀盘上的刃形坐标点与砂轮上的接触点高阶匹配,求解得到砂轮运动轨迹点坐标。砂轮沿着该轨迹点运动包络出的刃形原理误差小于0.6μm,满足磨削加工要求。磨削和铣削结果表明,所采用加工方法在普通三轴联动数控机床上可满足盘铣刀任意复杂刃形的磨削。     

硬质合金倒角铣刀的设计与优化

针对大型电站设备制造中难加工材料及复杂零件加工过程中刀具破损严重的问题，设计了双层齿铣刀、直齿铣刀和斜齿铣刀三种刃形的倒角铣刀，并利用l-deas软件进行了三维实体造型，采用三种齿形铣刀进行了铣削试验研究。在大量实验数据的基础上，对三种齿形铣刀在铣削力上进行了对比评判，优化出使用效果最佳的铣刀为双层齿倒     

PCD面铣刀铣削铝合金时刀具几何参数对毛刺的影响

在发动机铝合金缸盖的制造过程中,现有的加工方法或多或少都会产生毛刺。平面铣削铝合金汽缸盖时毛刺由于塑性变形通常产生于被加工材料的切削终端边缘和孔口处。文中主要探讨了PCD面铣刀铣削铝合金汽缸盖时刀具的几何角度参数与毛刺发生的机理,最后通过试验选用合适的刀具几何参数减少铣削铝合金时产生的毛刺。     

两种铣刀在切削碳纤维增强塑料时的磨损机理

用TiB2涂层硬质合金铣刀和金刚石涂层硬质合金铣刀分别对碳纤维增强塑料进行铣削加工试验,通过扫描电镜、三维视频显微镜等研究了两种涂层刀具的磨损形态和磨损机理。结果表明:刀具交替切削软的树脂基体和高强度的碳纤维而产生的交变应力以及高强度碳纤维对切削刃的高频冲击作用是促使刀具发生崩刃和涂层剥落的主要原因;金刚石涂层刀具由于有极高的硬度和耐磨性,其使用寿命明显高于TiB2涂层刀具,且加工表面的粗糙度低于TiB2涂层刀具的;两种刀具铣削碳纤维增强塑料的磨损机理均为磨料磨损。     

表面微织构铣刀切削CFRP的表面加工质量研究

传统铣削加工碳纤维增强复合材料(CFRP)时容易产生表面加工质量缺陷。为改善CFRP表面加工质量,提出在刀具前刀面加工长条状表面微织构,制备出平行于主切削刃(记作PAM)和垂直于主切削刃(记作PEM)两种类型微织构铣刀,进行CFRP端铣试验。与无织构刀具(记作NCM)铣削进行对比试验,对表面粗糙度和表面纤维剪切形貌进行分析研究,揭示两种类型的表面微织构对铣削0°、45°、90°和135°单向纤维铺层CFRP表面粗糙度及剪切方式的作用机理。结果表明:在表面微织构的作用下,PAM和PEM刀具铣削的表面粗糙度值有不同程度的降低,使得切屑纤维的弯曲程度改变,提高刀具对切屑的剪切能力,避免切屑产生的较大弯曲变形导致表面树脂或纤维的剥离。     

PCD刀具微细铣削硬质合金刀具磨损研究

使用PCD刀具进行微细铣削硬质合金的刀具磨损试验,研究了PCD微细铣刀的磨损形态和磨损机理。结果表明,PCD微细铣刀的磨损主要集中在刀尖和底刃上,造成刀具磨损的原因主要包括粘结磨损、磨料磨损以及微崩刃。刀具磨损导致硬质合金加工表面粗糙度逐渐增大。