高压内冷却车刀的断屑机理研究

在切削加工304不锈钢的过程中会产生大量冗长切屑,损坏工件已加工表面,加快刀具磨损破损,有时可能威胁操作人员的安全,因此断屑已成为切削加工的重要一环。高压内冷却切削加工是一种从前刀面喷出高压切削液射流来冲断切屑的加工技术,通过研究高压内冷却车刀的断屑机理及试验比较来验证射流断屑效果。试验结果表明,在高压内冷却切削加工过程中,由于受到高压冷却液射流的冲击,切屑卷曲半径减小,应变增大,易于折断,极大地改善了断屑性能。     

高效FLOJET冷却系统在自动车削加工中的应用

高压冷却液喷流切削加工能冲断任何切屑。本文介绍的FLOJCT高效低温冷却断屑系统是高压冷却液喷流技术中的一种最新断屑技术,采用这种技术能有效地控制切屑,提高刀具寿命和切削性能,解决了难断屑韧性材料在自动车削加工中的断屑问题。与浇注冷却方式和传统冷却方式相比较,FLOJET冷却系统的断屑效果更佳。     

高压冷却下锯齿形切屑几何表征试验

理论分析了锯齿化程度、锯齿化频率与锯齿化步距等几何表征模型;在高压冷却条件下进行了聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削GH4169镍基高温合金试验,并对不同切削用量与冷却液压力下的切屑进行试样制备及抛磨,以分析锯齿形切屑的形貌及表征;分析了不同切削参数下锯齿形切屑几何表征的变化规律。试验结果表明：随着切削速度、进给量和背吃刀量的增大,切屑的锯齿化程度和锯齿化步距增大,而锯齿化频率减小;随着冷却液压力的增大,切屑的锯齿化程度降低,锯齿化频率增大,锯齿化步距先增大后减小;在高压冷却条件下切屑的断屑能力得到了提高,且随着冷却液压力的增大,断屑效果进一步提高。     

PCBN刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理

高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形成的影响规律对推进PCBN刀具的应用具有重要的意义。通过试验研究切削参数和刀具磨损对切削力、切屑宏观状态和切屑微观参数(切屑剪切角、切屑厚度、齿高和齿间角)的影响规律。试验结果表明:当切削速度为97 m/min,切削深度为0.1 mm,进给量为0.14 mm/r时,切屑的宏观状态最佳。并根据试验结果,确定了绝热剪切带的位置和两个切屑锯齿形成的关系,进而建立了PCBN刀具切削高温合金GH4169的锯齿形切屑的形成机理模型:当刀具运动到某一点开始出现绝热剪切带,继续运动到下一点,形成一个锯齿,继续运动将出现下一个剪切失稳。     

提高刀具寿命的新途径

<正> 德国伊斯卡硬质合金公司为提高切断及切槽刀的效率而另辟蹊径。他们在断屑器和刀片座上加一个孔,使高压冷却润滑剂通过该孔喷向切削区。这样就降低了切削区的温度,同时防止了刀瘤的形成。冷却液直接喷射到切屑底部,又便于切屑随冷却液从切削槽中排出。由于切屑被冷却,对工件的温度影响不大,加工出的表面质量得以改善。在加工像不锈钢、合金钢这些不易切削的计料时,刀具的寿命可提高一倍。     

内冷式高压冷却车刀切削性能的研究

研究中对关于切削温度和切屑折断方面新型内冷式高压冷却车刀的切削性能进行了仿真和实验分析。研究结果表明,在切削过程中喷射的高压冷却液可以最大限度地带走刀-屑-工件系统中的热量,使冷却更高效,还可以通过改变润滑摩擦条件和剪切角度(剪切性能)来改善切削状况,迫使切屑卷曲折断并强烈控制切屑的形成。最终在高压射流的热效应和机械效应的综合作用下,改善切削温度的同时得到较小弯曲半径的碎屑,从而增强了切削过程中的工艺稳定性和加工安全性。     

高压冷却液可提高切削速度和刀具寿命

越来越多的工厂在车削、铣削和钻削等加工中采用高压冷却液冲去切屑。大流量的高压冷却液能将切屑迅速地从切削区域清除出去,断屑问题也随之解决。据试验,切削速度和刀具寿命也大为提高(见图)。     

基于计算机数值模拟的刀具断屑槽磨损研究

采用ABAQUS有限元分析软件进行切削分析试验,研究刀具断屑槽磨损对切屑成型的影响。模拟了两种槽型的带断屑槽刀具在相同磨损参数和切削条件下的切削应力,并比较了不同槽型在相同磨损程度下对切屑成型的影响。试验结果表明:断屑槽磨损会增大刀—屑接触长度和切屑的卷曲半径,并且会引起切削应力的波动;梯形断屑槽刀具相比于弧形断屑槽刀具更适合加工。     

断屑槽结构对Inconel 718镍基高温合金切削温度的影响研究

镍基高温合金强度高,在切削过程中产生的温度较高。基于ABAQUS有限元软件建立Inconel 718镍基高温合金三维切削仿真模型,通过单因素实验法研究断屑槽槽型结构对切屑形态与切削温度的影响。结果表明,不同断屑槽结构对切屑形态影响较大,并影响刀尖温度与最大切削温度。其中,梯形断屑槽与直弧形断屑槽相较于圆弧断屑槽与折线形断屑槽在断屑能力与切削温度等方面表现更优秀,这两种断屑槽刀具断屑及时,最大切削温度较低,切削温度变化较为平缓,更有利于提高工件表面质量和延长刀具使用寿命。     

用于自动车削的Flojet断屑系统

高压冷却液喷流几乎能冲断任何切屑，这对于解决难断屑韧性材料的自动车削至关重要这里介绍一种已经商品化的Ｆｌｏｊｅｔ高压冷却液喷射断屑系统，经过试验与使用，对于断屑，提高刀具寿命和切削性能，特别是实现无人看管加工，显示了良好的效果。     

逆-顺铣方式对钛合金TC4高速切削过程影响的比较研究

本文采用仿真软件模拟了PCBN对TC4钛合金进行高速干式切削过程,研究了逆铣-顺铣对钛合金高速切削过程量的影响规律。结果表明,逆铣时的切屑更易卷曲,相较于顺铣多30%,但不易断屑,易于产生毛刺;与逆铣相比,顺铣时的切削温度较低,利于断屑、刀具寿命及零件表面质量;在主切削力和切削热累积双重作用下,逆铣后期刀具抗弯强度很不利,而逆铣时次切削力方向呈y正向不利于切削过程的平稳性。     

加工不锈钢的外圆车刀

不锈钢是比较难切削加工的金属材料。车削加工中主要存在两个问题：①不锈钢高温强度高、加工硬化趋势强，易使刀具磨损，降低刀具寿命。②不锈钢韧性大、切屑不易折断，容易破坏已加工表面质量，同时对操作者的安全构成威胁。因此车削时的断屑也是一个比较突出的问题。在长期车削1Cr18Ni9Ti、2Cr13不锈钢零件的生产实践中，摸索出一种不锈钢外圆车刀(见附图)。     

高压射流对42CrMo钢车削断屑性能的实验研究

为了探究高压射流压力在车削42CrMo钢时对断屑性能和切屑形态的影响,采用了四组压力进行车削实验(20bar, 40bar, 60bar, 80bar),对切屑的宏观长度、刀—屑接触长度、切屑表面形貌和切削力进行观测。相较于切削液溢流冷却,四组压力下的高压射流冷却均得到宏观长度更短、卷曲半径更小、内表面质量更优的螺旋状切屑;随着射流压力的提高,切屑尺寸和切屑卷曲半径均呈现减小的趋势;射流压力为40bar时切削力最小,同时获得了质量最好的切屑内表面。     

硬质合金刀片断屑槽槽型对其切削性能的影响

采用具有多种断屑槽槽型的同种基体材质的刀片进行车削实验,应用高速摄影机捕捉切削区域切屑产生、流出、卷曲和折断过程。通过磨损测量仪观测断屑槽,并结合切屑形态分析,明确断屑槽合理几何形状;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力信号,揭示断屑槽对切削力的影响规律;综合切削参数、断屑槽几何结构和切削力三方面的因素,最终确立断屑槽槽型与进给量对切屑折断的作用机制。研究数据以期为断屑槽设计与车削刀具的应用提供数据支撑。     

PCBN刀具的硬态切削加工机理

从PCBN刀具的物理特性、靡损特性、锯齿形切屑的形成机理、切削力和金属软化效应、已加工表面质量等方面综述了PCBN刀具切削淬硬钢的适应性,着重从刀具磨损,已加工表面白层和残余应力的形成论证了PCBN刀具在淬硬钢切削加工中的可行性。     

瓦尔特双精密内冷大切深切断刀板

正新款Walter Cut系列大切深切断刀板G2042..N-P的特点是双精密内冷。冷却液流经刀杆内部并从切削区域的前刀面及后刀面流出,可明显降低刀具磨损量,断屑性能更出色,切削参数更高。在加工不锈钢材料、钢和高温合金时,双精密内冷可提高刀具寿命近200%,在同等刀具寿命情况下,切削速度可提高近50%。新系统的亮点在于内冷通道     

高压冷却技术在航空高温合金薄壁零件加工中的应用

通过高温冷却技术在某航空高温合金薄壁零件加工中的应用,解决了由于高温材料强度高,在切削加工的时候,会产生大量的切削热,从而使刀具温度迅速升高、刀具钝化,增加切削抗力,使薄壁零件变形,进而难以保证加工质量的问题。使用高压冷却技术,高压射流可以直接作用于切削区,在高效冷却的同时,冲断并带走切屑,使刀具可以长时间的保持在优良的切削状态,从而有利于减小零件变形提高加工质量。结合某航空薄壁零件的加工,进行了高压冷却技术的实验。实验表明,高压冷却技术辅以其它如夹具的辅助支撑、高硬度刀具等,可以有效加工该高温合金薄壁零件。     

钛合金的高质高效超声振动切削加工

作为一种广泛应用于航空航天领域内的难加工材料,钛合金的高质高效切削一直是机械加工领域中的热点问题.针对其加工过程中的力热聚集问题,一种将高压冷却方式辅助于垂直于切削速度方向振动分离的超声振动切削加工方法被应用于其高质高效加工.首先,刀具和工件周期性的分离条件通过数学方法导出.随后基于此开展了钛合金的车削试验,通过设定不同的切削参数(切削速度、进给量和切深)和冷却参数(冷却液压力),研究了切削力、切削温度、刀具磨损过程、工件表面质量和刀具寿命与相关参数之间的关系.试验结果表明,在满足分离条件的情况下,高压冷却状态下的超声振动切削加工能有效降低切削力和切削温度、延缓刀具磨损速度、改善表面质量和提高刀具寿命.在冷却液压力20 MPa的条件下,钛合金的切削速度能提至400 m/min并保证工件表面质量Ra不超过0.4 μm,实现了刀具长寿命和工件高质高效的切削精加工.     

新型金属陶瓷刀片

加工低碳钢等材料时，容易形成软质切屑，不易折断排出。日本住友电工公司针对这一特点，开发出一种新型可转位刀片，配以FA型断屑槽。新型刀片在切削刃尖端部分和侧壁部分作了较大改进，断屑排屑性能大为提高，切屑沿径向卷曲成小卷，可在最佳尺寸处折断。前刀面尖端部分的前角为20°，前刀面上有小坑，可将切屑引人凹面断屑槽，并在1～3cm范围内折断。刀片材料系住友公司新开发的高韧性金属陶瓷，耐磨性和抗崩刃性均有较大改善，与过去的金属陶瓷相比，使用寿命提高2～4倍，可用于高精度切削加工。此种刀片拟于1997年4月投放市场，届时该…     

加工银铜合金枪钻切削参数优化

铜合金具有优良的延展性和韧性,钻削加工时产生的切屑很难折断,不易排出,对深孔加工来说是典型的难加工材料。国内某发动机有限公司零部件生产线采用枪钻加工银铜合金深孔,针对加工中出现的断屑困难问题,本文通过优化切削参数,解决了刀具加工中断屑排屑困难问题,并总结出切削参数与切屑形状的关系,为银铜合金深孔加工参数选择提供参考。。