刀具断屑槽对切削过程影响的数值模拟

本文通过有限元法模拟切削过程,对硬质合金刀片断屑槽在切削过程中的影响做了研究。结果表明采用平滑的槽型曲面有利于降低主切削力;断屑槽能够降低轴向力和径向力,进而可以帮助提高加工精度和工件的表面质量。切削过程中,有断屑槽的刀片表面等温线分布集中,而没有断屑槽的刀片表面有多个最高温度区域且温度更高,不利于刀片的使用寿命。另外,有断屑槽的刀片所产生切屑的有效应力、有效应变更大,更适合于加工塑性好的材料。     

J系列小直径刀具

这是东芝Tungaloy公司的新产品，主要用于自动车床上进行小型零件的切削加工。特点：(1)刀片采用大前角断屑槽形状，即使在低速、低进给条件下，切削刃仍具有良好的锋锐性；(2)刀片材料为超细颗粒硬质合金，并经特殊涂层处理，可大幅度延长工具寿命；(3)J系列刀具为可转位式结构，刃尖定位精度很高，刀片为G级精度，     

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     

加工长切屑材料的硬质合金钻头

日本特殊陶业公司的新产品，主要用于小型自动车床上小型零件的扩槽加工，小槽扩宽加工的难点是排屑问题和保证槽底面的粗糙度。GTMH32 VT刀片可在V=75m／min，f=0．05mm／r条件下，取得良好的加工效果。该刀片已系列化，加工范围包括碳钢、不锈钢、合金钢、非铁金属材料的各种小型零件，有效加工深度为0．25～2．7mm，根据不同材料，进给量大致在0．01～0．10mm／r之间。     

立铣刀断屑槽对切削性能影响规律试验研究

采用析因试验法研究断屑槽结构的制备对整体式立铣刀切削性能的影响。选取2把断屑槽分布不同的刀具,以铣刀主轴转速、径向切削深度、每齿进给量为主要因素,建立正交铣削试验。结果表明：断屑槽分布密集的铣刀适合用于加工精度要求不高的零件;断屑槽分布稀释的铣刀,适合用于半精加工要求的工件;对比分析切屑形貌和表面质量,得到用断屑槽分布稀疏的刀具铣削工件时可获得较好的表面质量。     

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。     

有限元仿真预测高温合金切槽刀具寿命的初步探讨

通过分析切槽刀具在切槽过程中的加工难点,结合难加工材料高温合金Inconel 718的材料特性,提出了一种新的刀具设计思路,设计了一种新断屑槽结构的切槽刀具,该断屑槽的特点是凸起部位由平滑过渡的曲面构成。对比刀片为市售国外同类产品是采用尖锐棱角构成的断屑槽。采用DEFORM软件对两种刀片进行有限元切削仿真和切削试验结果表明,新的切槽刀具的综合性能优于国外同类产品,且仿真评价与切削实验结果基本一致,说明采用有限元仿真预测不同方案的高温合金切槽刀具寿命的高低是基本可行的,可以初步应用到切槽刀具的结构设计中来。     

硬质合金可转拉车刀片UG型断屑槽断屑机理的研究

本文采用接触图形法对硬质合金可转位车刀片ＵＧ型断屑槽的断屑机理进行了实验研究。结果表明：由于采用了根据不同切削深度和进给量巧妙改变有效槽宽、使切屑横截面弯曲呈拱形、弹形挡屑等措施，ＵＧ型断屑槽具有断屑范围较宽、在进给量较大时不易出现过分断屑等特点。此外，文中还对化学气相涂层刀片的ＵＧ型断屑槽在切削速度明显提高以后断屑范围的变化进行了研究。文中给出的ＵＧ型断屑槽的断屑范围图可供实际选用。     

槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响

本文采用4种不同槽型结构的切槽硬质合金刀片-TR、-SZ0、-SZ1和-SZ2进行高温合金GH4169切槽切削实验,测定各切槽硬质合金刀片的切削寿命及刀片磨损,观察切削实验切屑形貌,并通过有限元软件模拟仿真切槽切屑形貌,揭示硬质合金刀片的槽型结构对GH4169切槽加工性能的影响规律。结果表明:在目前国内航空加工企业的主流切削速度(v为40、60 m/min)条件下,-SZ2切槽刀片锋利的直线型刃口形式有利于提高刀片的使用寿命,其合理的断屑台结构可获得良好而稳定的断屑效果。     

316L不锈钢车削用刀片的槽型结构对切削性能的影响

316L具有优良的耐腐蚀性能,是目前较为广泛应用的奥氏体不锈钢。本文以316L不锈钢为研究对象,选择EM（大前角）、SM3（小反屑角）、MM（小前角）、SF（大反屑角）等四款槽型结构的硬质合金刀片,在半精加工的加工参数下进行切削加工,研究不锈钢车削刀片不同槽型几何结构对切削性能的影响规律。结果表明：EM和MM刀片切削力相对最低,刀片槽型反屑角越小,切削力越小,结合槽型特征说明合理的双前角设计利于减小切削力;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小以及进给量有关,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角设计在20°左右,可以获得良好的断屑性能;MM刀片在小进给和切削深度下加工表面粗糙度较好,但受到工艺参数显著影响,EM刀片加工表面粗糙度最佳且稳定;从四种刀片的磨损情况来看,EM刀片在半精加工的工艺参数下抗磨损性能最佳。     

国产和引进硬质合金刀片槽形设计的比较

本文从结构上分析了硬质合金国产刀片和引进刀片的槽形设计的几点不同之处,进行了加工45号碳钢的断屑实验比较,并对现代槽形设计中的几个主要问题进行了探讨.     

硬质合金可转位车刀片UG型断屑槽断屑机理的研究

本文采用接触图形法对硬质合金可转位车刀片UG型断屑槽的断屑机理进行了实验研究．结果表明：由于采用了根据不同切削深度和进给量巧妙改变有效槽宽、使切屑横截面弯曲呈拱形、弹形挡屑筹措施，UG型断屑槽具有断屑范围较宽、在进给量较大时不易出现过分断屑等特点．此外，文中还对化学气相涂层刀片的UG型断屑槽在切削速度明显提高以后断屑范围的变化进行了研究．文中给出的UG型断屑槽的断屑范围图可供实际选用．     

加工模具用锯齿形切削刃立铣刀

伊斯卡日本公司开发的具有锯齿形切削刃、带分屑槽断屑的立铣刀系列产品（图1）包括可转位ISO刀片、螺旋刃铣刀片（独立开发）、整体立铣刀、球头立铣刀、圆刀片机夹式立铣刀等。其中,带分屑槽断屑的圆刀片机夹式立铣刀（图2）和交替配置粗、精切削刃的精铣立铣刀（图3）在模具加工中表现出了优异的切削性能。     

C-UMD钻头

这是UNION公司开发的硬质合金涂层钻头系列产品，主要用于钢铁材料的孔加工，也可用于铝合金、树脂、科瓦铁镍钴合金（ko—var）等材料的微小孔加工。C—UMD钻头的特点是切削锋利度高，刀片槽设计独特，排屑流畅，因此切削阻力很小，加工孔壁光滑，孔的偏斜度小，钻头抗折断性能优异。     

可转位刀片复杂断屑槽断屑机理探讨

本文采用接触图形法和切屑折断性模糊估计等方法，对国外流行的可转位刀片复杂断屑槽的断屑机理进行了实验研究。研究结果表明：为了扩大断屑范围、改善断屑性能，这些断屑槽均采取了根据不同吃刀量和进给量改变有效槽宽，使切屑横截面弯曲、弹性挡屑、断屑槽形状、棱带宽度和刀尖圆弧半径的有机结合等措施。这些对于新型断屑槽型的开发具有重要意义。     

槽型几何参数对C型刀片切削45钢切削力和断屑性能的影响

45号钢是一种优质的碳素结构钢,因其具有良好的物理化学性能,成为了各行各业应用最广泛的工程材料之一。本文以调质45钢为工件材料,采用干式切削实验研究不同槽型几何参数对半精加工C型刀片切削调质45钢时的切削力和断屑性能的影响规律。结果显示:刀片的第一前角与反屑角都会影响切削力的大小,但第一前角的影响更为显著,适当地增加第一前角,有利于减少切削力,并求出不同切深下,切削力与第一前角的线性方程;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小有关,适当地增大反屑角,有利于提高刀片的断屑性能;对于45号钢材料的半精加工,将刀片的第一前角控制在10°~15°,同时,本文获得了切削速度为200 m/s时,正常断屑范围的刀片反屑角与切深和进给率的量化关系,在不引起切削力显著增大的前提下,将反屑角提升至30°以上,可以获得良好的断屑性能。     

刀片断屑槽性能的模糊（FUZZY）综合评判

在淬火和回火后，１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ，４２ＣｒＭｏ，４０Ｃｒ等合金钢和２Ｃｒ１３不锈钢可获得良好的综合性能，但这给加工带来了困难，其主要的问题之一是断屑，通过大量断屑试验和研究，作者设计和制造了三种在仿形车床上车削用的可转位刀片。通过利用模糊理论，作者试图对三种断屑槽的断屑性能作出模糊综合评判，其效果是满意的。     

凸包型断屑槽的研究与设计

本文建立了可转位刀片上反屑面为凸曲面断屑槽的截面模型──凸包型断屑槽，讨论了该模型各参数变化对切屑向上卷曲半径的影响，并对其截面参数设计进行了探讨。结果表明，本文提出的新的断屑槽截面设计方法简单、方便，具有实用价值．     

KTKF系列切断刀

京瓷公司开发的新产品，主要用于极小直径和较小直径金属零件的切断加工，切断直径为Ф5～Ф12mm及Ф16mm，可加工各种材料的工件。KTKF切断刀的刀片和刀杆紧固方式经过了较大改进：当刀具和初加工材料接触时，能保持极高的刚性；在切断过程中具有良好的定位精度。极小直径的KTKF刀具最宜用于电子零件的切断加工：一般的小直径KTKF刀具则适宜用于汽车精密零件的切断加工。     

复合断屑槽型结构及双槽刀片断屑性能试验研究

现代可转位刀片的断屑槽型开始越来越多地使用复合断屑槽型结构。在本文中,我们首先介绍了几种比较典型的复合式断屑槽型：双槽、刀尖部分向前突起的结构、波浪形后背结构。然后采用最典型的复合式槽型─—双槽进行试验研究,并对其切削力和断屑性能分析说明。