高速铣削淬硬钢时的切屑形态试验研究

使用Ti Al N涂层整体圆柱立铣刀,以(151~942)m/min的铣削速度,对淬硬的45钢和3Cr2Mo钢进行了高速铣削试验,研究了各种切削速度下的宏观及微观切屑形态。发现在高的铣削速度下形成了带有绝热剪切带的锯齿形切屑,并分析了切屑形态的演化过程。工件材料的硬度、强度、导热性能及切削速度对切屑形态和绝热剪切带的形成有着重要的影响。工件材料越硬、强度越高、导热系数越低,切削速度越大,越容易形成带有绝热剪切带的锯齿形切屑,而且,随着切削速度的增加,切屑的形态由卷曲向平坦发展。     

DD5镍基单晶高温合金高速铣削判据及切屑毛边成形机理研究

为改善DD5镍基单晶高温合金难加工特性,基于绝热剪切理论,以切削速度为变量,采用单因素实验及有限元仿真方法,提出了高速铣削判据及切屑毛边成形机理。根据切屑锯齿间距和锯齿化程度的测量结果,当切削速度达到37.7 m/min时,切屑自由表面从片层状结构转变为明显的锯齿状结构,由此判断切削进入了高速区。切屑边缘与绝热剪切带交汇处凹槽侧面的应力集中触发了切屑纵向裂纹的形成,而纵向裂纹的扩展引起了切屑横、纵两向应力分布的变化,从而导致切屑横向裂纹的产生;切屑侧面横、纵两向裂纹的形成和扩展是切屑毛边形成的主要原因。随着切削速度的增大,毛边形态由平整的梯形转变为狭长且有缺陷的三角形。相比于传统加工,高速加工有益于切削力的减小及切屑毛边高度和间距的下降,同时可抑制侧向裂纹的扩展。     

航空铝合金高速铣削锯齿形切屑形成有限元模拟

高强度铝合金高速铣削形成的锯齿形切屑,严重影响加工稳定性和零件表面质量。采用Johnson-Cook本构方程及损伤准则,选用合适的沙漏控制模型,对航空铝合金7075-T651高速切削过程中锯齿形切屑的形成进行了模拟,并经文献中高速切削试验数据验证了所提出的有限元模型。结果表明,在2 m/s～20 m/s的切削速度范围内,锯齿形切屑形貌得到了准确的预测。     

钻削高强度钢的切屑形态仿真及试验研究

为探究钻削34CrNi3MoV高强度钢时切屑形态的变化规律,一方面,通过运用AdvantEdge有限元仿真软件,通过选取不同的刀具几何参数和切削用量的组合,进行钻削加工过程的仿真,得到不同切削条件下的切屑几何参数及切屑形态;另一方面,在加工中心上进行钻削34CrNi3MoV高强度钢的切削试验,通过试验与仿真结果的对比分析,进一步验证切屑形态仿真结果并分析其原因。研究结果表明,钻削加工高强度钢时,通过改变刀具几何参数和切削用量可以有效地改变切屑形态及切屑几何参数,为实现高效钻削高强度钢的实际应用提供理论基础。     

300M超高强度钢高速铣削切削力建模研究

通过建立300M超高强度钢(低合金超高强度钢40CrNi2Si2MoVA)高速铣削切削力经验模型,分析切削参数对切削力的影响,为高速铣削切削参数的合理选择提供可靠依据.采用多因素正交试验方法进行300M超高强度钢高速铣削实验,使用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理建立切削力与轴向切深、主轴转速、进给量、径向切深之间的经验模型,对回归方程及回归系数进行显著性检验,通过切削参数优化验证切削力模型的有效性.通过正交试验直观分析考察切削参数对于铣削力的影响规律.     

高速铣削高强度钢时涂层刀具磨损及对工件表面温度的影响

使用涂层硬质合金刀具对AF1410高强度钢进行长时间高速铣削试验,研究高速铣削高强度钢时的刀具磨损及其对已加工表面温度的影响。结果表明：CVD TiCrN+Al₂O₃+TiN涂层硬质合金刀具能够长时间对AF1410高强度钢进行稳定铣削,切削过程中,刀具磨损以后刀面的正常磨损为主,前刀面磨损量较小;工件已加工表面温度较低,随刀具磨损的增加而略有增加,刀具切出点温度的升高速率受到刀具磨损速率影响。     

切削参数对车削高强度钢切屑形态的影响分析

通过正交试验选取不同的切削深度、进给量以及切削速度对34CrNiMoVA棒料进行切削试验,收集切削过程中的切屑和数据,并将试验得到的切屑进行金相处理.利用显微镜观察切屑形貌,得到切屑形态与切削参数之间的关系,从而进一步优化切削工艺,提高加工效率和加工质量.分析切削参数和刀具角度对切屑形态的影响,得到断屑效果更好的切削参...     

高速铣削AF1410高强度钢的实验研究

高强度钢具有优异的机械性能和广阔的应用,但切削加工较为困难,存在加工效率低,加工表面质量差等问题.以AF1410高强度钢为研究对象,应用高速铣削的加工方法,使用涂层硬质合金刀片,对AF1410高强度钢进行了高速铣削实验,研究分析了在高速切削条件下刀具磨损、切削力、切削温度以及已加工表面粗糙度的变化规律.研究发现以TiC...     

高速立铣P20淬硬钢的切屑形态和切削力的试验研究

使用直径为12mm的TiAlN涂层整体圆柱立铣刀,以151～942m/min的切削速度,对硬度为HRC41的P20淬硬钢进行了高速铣削试验,考察了各种切削速度下的切屑形态和切削力。切削速度为151～650m/min时,形成带状切屑;切削速度为754～942m/min时,形成锯齿形切屑。切削力随切削速度的增大而增大,当切削速度增大到某一临界值,切削力达到最大,此后,随切削速度的继续增大,切削力减小。基于高速切削变形理论,分析了切削速度对切削力的影响规律。     

高速铣削蠕墨铸铁的切屑形成及表面质量研究

蠕墨铸铁(Compacted Graphite Iron)因具有优异的综合力学性能而被广泛应用于汽车和机车行业。由于蠕墨铸铁的可加工性较差,在加工过程中仍然存在许多问题。本文通过单因素试验法,在不同切削速度/进给速度的组合下进行铣削试验,揭示了高速铣削蠕墨铸铁(RuT400)的切屑形成和工艺参数对表面质量的影响。通过测量铣削力和表面粗糙度,用最小二乘法建立工艺参数与铣削力和表面粗糙度之间的拟合方程,并从宏观和微观的角度观察切屑的形成。结果表明,拟合方程的铣削力和表面粗糙度与试验数据吻合度较高,可为铣削力和表面粗糙度预测提供参考。通过扫描电子显微镜(SEM)观察低切削速度和进给速率下产生的长卷型切屑,发现所有切屑均呈"C"形弯曲形状。切屑厚度和锯齿间距与进给速率的增加呈负相关,与切削速度的增加呈正相关。通过计算蠕墨铸铁的临界冲击速度并加以修正,得到了崩碎状切屑出现的实际临界冲击速度,为工艺参数优化和切屑形态变化预测提供了理论基础。     

Invar钢切屑形貌及刀具磨损研究

Invar钢和树脂基复合材料的膨胀系数具有良好的匹配性,是树脂基复合材料的最佳模具选材之一。通过研究Invar钢的切屑形貌和刀具磨损行为,结果表明:在优化的工艺条件下,粗精加工端铣Invar钢的切屑为弧形,切屑可控性较好;在切削速度为60m/min时,粗加工Invar钢的刀具使用5h后,刀具后刀面磨损量VB=0.26mm;在切削速度为120m/min时,精加工Invar钢的刀具使用2h后的后刀面磨损量VB=0.2mm。粗精加工端铣Invar钢的刀具磨损机理分析表明:粗加工Invar钢时,刀具的前刀面有轻微粘结磨损,并因磨粒磨损而在前刀面出现划痕;精加工Invar钢时,刀具的前刀面呈现明显的月牙洼磨损,在靠近刀尖处出现大面积崩刃,靠近切深处可见明显的沟槽磨损。     

硬质合金立铣刀高速铣削铝合金切屑形成机理研究

通过硬质合金立铣刀高速加工铝合金的铣削试验,对螺旋状切屑的成形进行了研究。将理论分析对比试验结果,切屑形状既可以为选择合理切削用量提供依据,又可以反馈立铣刀的几何参数,对其设计和制造提供支持。     

高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌及切屑机制的研究

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干式切削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构,还是在切屑形成及形貌上,都好于湿式切削。两种切削条件下均可获得较理想的表面粗糙度。     

高速切削淬硬模具钢切屑形成机理的试验研究

对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削试验研究,分析了切削用量对切屑形成的影响规律。试验发现在中低切削速度时出现锯齿型切屑,但是在高切削速度下却出现带状切屑这种反常现象。同时切削速度对切屑变形系数的影响与传统金属切削理论相反。另外,经分析认为高硬度材料在高速切削时切屑形成主要由切削过程中的绝热剪切和金属热软化以及材料热导率变化共同作用的结果。     

高强度钢干式铣削替代半精磨的试验研究

采用硬质合金刀片(YW1)和涂层刀片(YB415)进行了高强度钢的干式铣削代替半精磨试验研究。根据试验结果,确定适合加工该型号高强度钢的刀具材料和切削用量。以这两种刀片在不同切削用量条件下的耐用度、加工表面粗糙度和主切削力作为刀具加工性能的评价依据,同时研究了刀片的磨、破损机理和卷、排屑稳定性。试验结果表明:涂层刀片干铣削高强度钢的加工性能优异,工件加工表面质量达到半精磨水平。     

高速铣削7050-T7451铝合金时影响铣削力的因素

高速铣削是航空材料加工制造中的关键技术之一.文中以7050-T7451航空铝合金为试验对象,通过高速铣削试验,主要研究该铝合金材料铣削力与铣削速度v、铣削深度aq、铣削宽度ae和每齿进给量fz四因素的变化规律,对实际生产具有重要的指导意义.     

高速铣削力测量与研究分析

在高速铣削条件下，利用PCI-1712高速数据采集卡进行数据采集，应用MATLAB软件中信号处理工具箱（SPTOOL）和小波分析工具箱（Wavelet）进行数据处理，从时域和频域两个方面研究原始切削力信号和其不同频率段的重构切削力信号，说明切削力信号的小波系数分析和功率谱分析对于研究切削力有重要意义。     

BTi-6431S高温钛合金铣削加工切屑的微观形貌研究

对近α高温钛合金BTi-6431S铣削加工切屑的三维微观形貌进行了研究。分析了切屑自由面、背面、侧面和顶面的形貌及组织结构的特征。结果表明,切屑的自由面主要由主截面和角截面组成,主截面是由底切削刃形成,角截面是由角切削刃和侧切削刃形成,主截面褶状结构的频率远大于角截面,而角截面的褶皱程度更大。在切屑背面可以观察到角切屑刃和底切削刃形成的交线。切屑的顶面呈现出明显的锯齿状,且切屑的锯齿化程度随着进给量的增加而增加,使锯齿形切屑向单元切屑转变。在低的进给量下,剪切带内的α相和β相结构被拉长,沿剪切方向取向,随着进给量的增加,剪切带中的β相转变为α相。