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超高速面铣淬硬钢涂层刀具切削性能研究

郭景霞 , 崔晓斌 , 闫艳燕

兵器材料科学与工程

为探索超高速切削条件下涂层硬质合金刀具的切削性能,进行了超高速面铣淬硬钢实验,研究了切屑成形、切削力、刀具磨损以及表面粗糙度的特点.研究结果表明:在切削速度为2 800 m/min时,部分切屑出现了锯齿分离的现象;而在切削速度为2 000 m/min时,开始出现球状切屑;这两种切屑形态分别表征了超高速切削条件下高强度的热、机械冲击以及极高的切削温度;切削力及工件表面粗糙度均随切削速度的升高呈先下降后上升的趋势,并在切削速度为1 500m/min时达到最小值;超高速切削条件下,极高的切削温度导致刀具材料力学性能下降,刀具后刀面的主要失效机理为磨粒磨损、黏结磨损和氧化磨损.由于高强度的热、机械冲击,刀具前刀面的主要失效机理为涂层剥落.

关键词: 超高速切削 , 面铣 , 涂层刀具 , 切屑成形 , 切削力 , 刀具磨损 , 表面粗糙度

单晶金刚石刀具切削各向同性热解石墨的磨损机理

王奔 , 刘东玺 , 王明海 , 印文典 , 郑耀辉

人工晶体学报

为了研究各向同性热解石墨切削过程中单晶金刚石刀具磨损及其对加工质量的影响,对各向同性热解石墨材料进行了切削试验.观测了刀具磨损形貌的演变过程,分析了刀具磨损机理以及刀具磨损对加工表面质量的影响.研究结果表明,在切削距离逐渐增加的情况下,单晶金刚石刀具后刀面磨损区域逐渐增大,磨损形貌分为平行沟槽和微细网状两种.切削过程中产生的颗粒状切屑和交变应力分别是导致磨粒磨损和解理磨损的主要原因.切削距离300 m内,试件加工表面粗糙度值Ra在0.2~0.4 μm之间波动,切削距离达到l000 m以后,试件加工表面粗糙度值明显增大,但是保持了相对稳定,表面粗糙度值Ra约为0.8μm.

关键词: 金刚石刀具 , 刀具磨损 , 各向同性热解石墨 , 磨粒磨损 , 解理磨损

铝基碳化硅精密铣削刀具磨损实验研究

王洪祥 , 杨嘉 , 刘占山 , 翟文杰

材料科学与工艺

针对铝基碳化硅切削加工中刀具易磨损、寿命低、切削难度大和加工成本高等问题,选用不同材料的硬质合金铣刀及金刚石铣刀进行切削加工实验,并利用扫描电镜和工具显微镜对高体积分数铝基碳化硅铣削时刀具磨损形态进行了分析研究.研究表明:硬质合金刀具前刀面和刃口磨损主要形式为粘结磨损和微崩刃,后刀面磨损主要为刻划磨损,而金刚石铣刀加工时刀具磨损很小;YG6X铣刀材料微观组织致密,抗磨损能力较强,宜粗加工时选用;金刚石刀体的硬度远大于SiC颗粒,且金刚石与工件的摩擦系数小,金刚石铣刀寿命远大于硬质合金铣刀,宜精加工时选用。

关键词: 铝基碳化硅 , 铣削 , 刀具磨损 , 刀具寿命

氟金云母玻璃陶瓷切削加工中的刀具磨损量建模

陈斌 , 于爱兵 , 赵杰 , 王燕琳

兵器材料科学与工程

采用响应曲面法对氟金云母玻璃陶瓷进行车削加工试验,以高速钢刀具磨损为响应,以切削用量为试验因素,通过回归分析、模型检验及方差分析,建立刀具磨损量与切削用量之间的数学模型,分析切削用量对刀具磨损的影响规律.研究表明:建立的刀具磨损量模型具有较好的适合性和显著性,预测精度较高,能较好地描述刀具磨损与切削用量参数之间的关系;切削用量对刀具磨损量的影响程度依次为进给速度、切削速度和切削深度;应用刀具磨损量模型,有助于选择合理的切削用量,减少和控制刀具磨损.

关键词: 高速钢刀具 , 切削用量 , 刀具磨损 , 建模

涂层硬质合金刀具对奥氏体不锈钢的切削特性

高东强 , 艾旭 , 陈威 , 吕政琳

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.03.021

为了深入探究涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢的切削机理,试验采用确定的进给量和背吃刀量,只改变切削速度的单因素法,来研究切削速度对奥氏体不锈钢工件加工表面质量的影响以及涂层刀具的切削机理.采用JEOL JSM-6360LV扫描电子显微镜和EDS能谱仪对工件加工表面及磨损刀片进行表面微区磨损形貌的观察分析与组成成分分析,采用X射线衍射仪对工件表面物相组成进行分析,采用激光扫描显微镜LSM对工件表面三维形貌进行观察分析.研究表明,切削速度较低时,不锈钢材料因材质较软,断屑性能较差;速度较高时,切削过程中粘着现象严重,致使摩擦剪应力较大,摩擦表面发生形变,进而诱发不锈钢的马氏体相变.因此,宜选用中速V=85m/min进行切削,在此速度下,被加工件获得的表面质量较好,表面粗糙度Ra=3.679μm.刀具磨损主要发生在前刀面靠近刀尖的部位,磨损机理主要表现为粘着磨损.研究发现,涂层硬质合金刀具在体现出一定的良好切削性能的同时也不可避免地发生了磨损,所以深入研究其切削机理能够丰富涂层刀具的切削理论,为提高涂层刀具在切削难加工材料时的刀具寿命以及拓展其在实际切削加工中的应用范围提供试验依据.

关键词: 涂层硬质合金刀具 , 奥氏体不锈钢 , 干切削 , 切削速度 , 刀具磨损

小波分析在K24铣削力研究中的应用

邱坤 , 王新永 , 庞思勤

功能材料

通过正交试验对镍基铸造高温合金K24的铣削力进行了研究,将小波分析运用于铣削力的信号处理。运用小波分析对铣削力进行去噪处理,并且对刀具不同磨损状态下的铣削力信号进行了小波分解,能量检测。结果证明,随着刀具磨损量的增加,各尺度频段的信号振动加剧,而且能量也对应地增加。

关键词: 铣削力 , 刀具磨损 , 小波分析

铝基复合材料搅拌摩擦焊过程中搅拌针的磨损预测

Ashish BIST , J. S. SAINI , Bikramjit SHARMA

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64318-2

搅拌摩擦焊是铝基复合材料首选的焊接方法。这是一种固态焊接方法,可以防止熔焊中形成的金属间化合物导致力学性能下降。搅拌摩擦焊最主要的问题是搅拌针的磨损。磨损是由于搅拌针与复合材料中硬质增强相长期接触而造成的。本文综述了不同搅拌摩擦焊参数对搅拌针磨损的影响。研究发现,搅拌针的材料磨损量与搅拌针的转速和焊接长度呈正比,与行进速度呈反比。搅拌针的几何形状也与磨损量密切相关。搅拌针甚至可以转变成自优化形状以减小磨损。

关键词: 搅拌摩擦焊 , 铝基复合材料 , 工具磨损

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