《铣削刀具用硬质合金可转位刀片》的磨削精度和毛坯尺寸标准问题

硬质合金可转位刀片GB2081-80的公布(以下简称国标),将使铣削刀具迅速得到推广使用。从国标内容看,硬质合金可转位刀片都要刃磨上、下平面和各周边,其中周边磨削是关键。在磨削铣刀片时,发现国标附录C中规定的刀片毛坯尺寸不合理。本文试通过磨削精度的分析,对这种不合理性进行讨论。一、磨削硬质合金可转位刀片的精度分析     

精密周边磨床液体静压轴承工艺参数设计与制造

一、前言硬质合金可转位刀片的磨削,已在逐步推广,但要加工出符合国际标准ISO—1882—77和国家标准GB2081—80规定的刀片精度,则要求有高精度的周边磨床。国内自制的高精度周边磨床为数不多,世界领先的瑞士阿格登(AGATHON)公司生产的各种精密周边磨床,它们都未采用液体静压轴承,因此轴承的寿命和运转精度均受到一定的限制。我们研制了一     

基于渐开线分析的可转位齿轮滚刀磨削数学模型构建及磨削方法

基于渐开线的成型原理，提出了可转位齿轮滚刀渐开线基圆半径求解的数学模型，以便在某些无法得知齿轮模数、分度圆半径等参数的情况下，仅根据刀具上渐开线的CAD模型来确定渐开线对应的基圆半径；分析了可转位刀具周边刃磨床的磨削机理，建立可转位齿轮滚刀磨削的数学模型，得到可转位刀具周边刃磨床X轴和B轴的联动点位，并在周边刃磨床上使用金刚石平行砂轮进行渐开线曲面磨削试验。使用超景深显微镜和图像尺寸测量仪对刀具表面形貌与尺寸误差进行分析。试验结果验证了可转位齿轮滚刀磨削数学模型的准确性，并为其他齿轮滚刀数学模型的建立提供一定的理论参考。     

基于增量式光栅编码器的数控系统找零算法及编程实现

数控系统常采用高精度的编码器和光栅尺进行位移测量和定位。在可转位刀片周边磨削数控系统中,刀片进给轴上电后需回参考点,但回参考点的方向是唯一的,因此采用增量式光栅编码器进行位置检测;对于上电需要确定绝对位置的砂轮摆动轴,采用一种带距离编码的增量式光栅编码器,利用距离编码的快速找零算法,在砂轮摆动轴实现了自动找零,而算法本身非常简单。实验结果表明:该找零方法在快速性、精确性等方面比一般增量式光栅编码器具有突出的优势,能够达到数控系统高精度运动控制的要求,具有较高的应用价值。     

可转位刀片的金刚石砂轮磨削

对可转位多边形刀片切削刃表面、断屑槽和倒角采用金刚石加工,乃是提高刀片工作能力的必要条件。然而,要使刀片获得较高的质量、最高加工效率和工作能力,还必须正确选择金刚石砂轮的结构和工作层几何形状、磨削设备、加工方法和磨削用量及润滑冷却液。乌克兰科学院超硬材料研究所最近研制了磨削多边形刀片后面、支承面和前面断屑槽的     

剪毛刀片齿形电解机械复合磨削设备研制

针对剪毛刀片齿形加工效率低的问题,提出了电解加工与机械磨削的复合加工方法,研制了电解机械复合磨削加工设备,并对关键结构部件和数控系统进行了介绍。通过对比验证表明,电解机械复合磨削方法有助于提高剪毛刀片齿形加工的质量和效率。     

装可转位刀片的阶梯锪钻

在大批量生产中,过去,为加工阶梯孔常常采用高速钢整体阶梯锪钻(如上之左图所示)。这种刀具均为专用刀具,不仅制造费用高,并且以后重磨费用也较高。现今,随着可转位刀片的推广,采用可转位刀片结构的阶梯锪钻日益增多。实践表明,这种刀具     

硬质合金可转位刀片周边刃磨磨削力模型研究

为了分析硬质合金磨削过程中的磨削力,提高可转位刀片周边刃磨质量,文章提出一种结合简化砂轮表面形貌的磨削力计算模型。该建模方法结合实际工艺参数,计算各磨粒轨迹互相干涉下的实际切深,基于硬质合金微观磨削力模型,计算刀片磨削时所受磨削力大小。与现有的端面磨建模方法不同在于不需要实验辩识有效磨粒数便可对周边刃磨磨削力进行预测,预测步骤更加简单方便。通过实验对文中提出的建模方法进行验证,磨削力预测误差在10%以内,模型精确有效。     

磨削工艺对硬质合金切槽刀片刃口质量的影响

本文采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削硬质合金切槽刀片的断屑槽和周边,形成刀片的切削刃口。采用D46和D64两种不同粒度的砂轮分别制备了5°、10°、15°前角的切槽刀片。在断屑槽的磨削过程中,采用了一次磨削和两次磨削两种方式。通过表面粗糙度仪测量了断屑槽和周边的粗糙度值,通过SEM测量了刀片的刃口缺陷。结果表明:砂轮粒度磨削周边对表面粗糙度的影响不大,断屑槽磨削的表面粗糙度受粒度影响较大;刀片前角越大,刃口完整性保持越差;相同条件下断屑槽采用两次磨削能获得更好的刃口质量。通过此试验,明确了生产现场磨削此类刀片的磨削工艺:磨削周边选用D64砂轮以提高加工效率,磨削断屑槽选用D46砂轮两刀磨削以提高表面质量,最终在兼顾磨削效率和质量的条件下可获得较好的刃口质量。     

用树脂金刚石砂轮磨削硬质合金刀片工艺及精度的研究

文中介绍了用树脂金刚石砂轮在国产周边磨床上磨削硬质合金可转位铣刀的工艺和精度,并对影响精度和光洁度的因素做了探讨。     

Feedrate scheduling for indexable end milling process based on an improved cutting force model

In CNC machining, an optimal process plan is needed for higher productivity and machining performance. This paper proposes a mechanistic cutting force model to perform feedrate scheduling that is useful in process planning for indexable end milling. Indexable end mills, which consist of inserts and a cutter body, have been widely used in the roughing of parts in the mold industry. The geometry and distribution of inserts compose a discontinuous cutting edge on the cutter body, and tool geometry of indexable end mill varies with axial position due to the geometry and distribution of inserts. Thus, an algorithm that calculates tool geometry data at an arbitrary axial position was developed. The developed cutting force model uses cutting-condition-independent cutting force coefficients and considers run out, cutter deflection, geometry variation and size effect for accurate cutting force prediction. Through feedrate scheduling, NC code is optimized to regulate cutting forces at given reference force. Experiments with general NC codes show the effectiveness of feedrate scheduling in process planning.     

Estimation of the rotational speed limit of milling cutters with screwed indexable inserts

During the process of high speed cutting (HSC), fast rotating milling cutters are subject to much higher centrifugal forces than cutting forces. This fundamental factor requires to take into account more stringent safety considerations when working on the concept and design of HSC tools. This paper focuses on the operational safety and speed limit of commonly used HSC milling head cutters with indexable inserts being clamped by high-strength countersunk head screws. The spin burst test results of those tools with radial and tangential insert connections are summarized. The analytical formulas to estimate the failure speeds of both insert connections are developed and discussed based on theoretical analysis on insert connection mechanism. Calculation results show a good correlation with the experimental results from spin burst tests. Finally, a new analytical-empirical approach to determine the speed limits and maximum permissible rotational speeds of both types of tools based on a high confidence level is presented. The approach proposed is suggested for a reliable estimate of the speed limits and maximum permissible rotational speeds for fast rotating tools with screwed radial or tangential indexable inserts.     

基于网络的数控机床故障预警与诊断平台设计与实现

以大型数控曲轴磨床、重型轧辊磨床和用于核电装备制造的重型数控镗铣床等为研究对象,研究了这类装备关键部件信号采集、故障诊断与预警技术,研制了现场监测与故障诊断仪,建立了这类装备的故障诊断知识库,开发了数控机床故障预警与诊断模型和数控机床故障预警与诊断平台,实现了轧辊数控磨床、数控曲轴磨床和重型数控镗铣床等机床的状态显示、故障诊断和性能预报。     

异形非圆零件数控加工误差机理的研究

为保证数控加工异形零件时的型线准确性,刀架系统就应具备较高的随动跟踪性能;而国产数控机床加工的异形零件往往达不到精度要求,很大的原因是由于刀架进给系统跟踪滞后.分析了异形零件出现的加工误差的形式,重点通过相关数控凸轮磨床和曲轴磨床的实验,以及相关原理的推导,得到了产生跟踪滞后的原因,即砂轮架加速度和头架的角加速度太大及惯性力较大,其关键是由于非线性因素(伺服滞后、摩擦、变形及惯性等)的影响,针对这些关键问题,重点提出了基于双永磁同步伺服电机自适应神经元控制的解决方案.     

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。     

硬质合金可转位刀片的磨损试验研究

本文考察了国内外典型的几种硬质合金可转位刀片的磨损规律,通过切削试验分析了刀具几何参数、切削力等方面对刀具耐用度的影响,为硬质合金可转位刀片的磨损进行在线监测提供了基础试验数据。     

Grinding of PCBN cutting inserts

PCBN cutting inserts have been more often used in order to attend to the demands of an economically viable process and to lead to a proper workpiece surface quality. A proper application of this cutting material requires its adequate processing. Plunge-face grinding is used for finishing the inserts after sintering. To choose a suitable grinding tool and process parameters, the properties of the ground cutting inserts must be taken into account. Therefore, the influence of PCBN grain size and composition on the insert cutting edge and surface quality has to be investigated. This work aims to give an overview of material removal mechanisms, process forces and abrasive grain wear during grinding different PCBN inserts. It was found that the insert quality depends mainly on the material removal mechanism, which in the studied case is defined by the PCBN grain size.     

天线罩修磨机床数控系统研究与开发

介绍用于半精加工后的导弹天线罩精密磨削加工的专用机床控制系统，提出了以工控机为核心采用PMAC高性能运动控制卡的双CPU数控系统的硬件方案，设计了具体的硬件线路，在Windows98/2000环境下采用面向对象技术开发了数控系统的软件。实际应用表明该数控系统具有运行可靠、精度高、效率高、开放性好的特点，完全达到了设计目标。     

机床主轴智能磨削工艺软件的研究与开发

以机床主轴磨削工艺方案智能推理为研究对象,研发了满足智能化制造机床主轴的磨削工艺软件。该软件汇集了机床主轴智能磨削工艺基础数据库、工艺知识库、工艺实例优选与智能推理、数控自动编程等多个模块,并应用于数控外圆磨床生产实践中。结果表明:该磨削工艺软件能显著提高主轴数控磨削工艺方案决策的准确度,决策正确率达到96%,工艺决策时间缩短约50%,从而提高加工效率。      

硬质合金可转位刀片槽型有限元分析及研究

利用有限元软件 ANSYS构建出具有复杂截面槽型的硬质合金可转位刀片三维有限元模型。该有限元模型更接近可转位刀片的真实形状 ,并通过切削力试验获得切削力 ,有利于对切削过程中的力学特性进行深入研究