极端重载条件下高效切削刀具技术

冲击破损和粘结破损是刀具在极端重载切削条件下的两种主要失效形式,冲击破损是由于刀具承受极端机械冲击产生的断裂破损现象;而粘结破损是在超高温和超高压作用下切屑新鲜表面与刀具表面发生冷焊而使刀具表面发生损坏的现象.通过分析研究极端重载切削过程,获知变频率热冲击和机械冲击是引起刀具失效的主要因素,因此,本文就如何在极端重载切削条件下提高刀具性能,保持能力及提高其使用寿命,从刀具材料、刀具结构以及刀具优质表面改性技术等方面进行分析论述.

PCBN刀具硬态切削过程中金属软化效应的研究

通过分析PCBN刀具切削淬硬GCr15轴承钢时,工件硬度和切削速度对切削力和切削温度的影响,给出了产生金属软化效应的条件。对比金属软化效应产生前后已加工表面粗糙度。硬化层深度和表层基体组织,得出了金属软化效应对已加工表面质量不存在负面影响的结论。

硬质合金刀具高温磨损过程机理分析

大型加氢筒节零件采用难加工材料,在加工过程中刀具常会因为高温高压而磨损失效,严重影响刀具寿命,阻碍生产率的提高。为了研究切削温度对硬质合金刀具磨损机理的影响,设计并进行了2.25Cr-1Mo-0.25V钢切削试验,分析不同切削参数下刀具的高温磨损机理,并通过有限元仿真方法进行了验证,获得不同切削参数下切削温度对刀具磨损的影响规律,为刀具的设计开发和切削参数的优化提供了理论参考。

重型切削过程中硬质合金刀具扩散磨损行为研究

通过对重型切削过程中、高温高压环境下刀具的扩散磨损及粘结破损现象进行分析,并结合有限元仿真的方法,揭示重型硬质合金刀具产生磨损的机理,明确扩散磨损对重型切削刀具使用寿命的作用机制。通过理论分析,对硬质合金刀具扩散磨损规律进行定量描述。综合分析研究结果,在刀具技术和刀具材料选择方面提出了有效预防扩散磨损的技术措施,以期为大型筒节材料的高效加工和重型刀具的开发技术提供技术借鉴。

原位TiC_P/Fe复合材料的可加工性初探

用工业化生产条件下制备的原位TiCp/Fe复合材料,采用PCBN刀具干式切削方法对其机械加工性进行试验.用45#钢与原位TiCp/Fe复合材料进行对比,以说明其可加工性.试验结果表明:原位TiCp/Fe复合材料的切削力比45#钢的切削力要大60N;切削升温比45#钢高出90℃;被加工表面的粗糙度与45#钢相近;原位TiCp/Fe复合材料的可加工性与45#薛钢相似.

切屑宽度变形系数的研究

在三维变形切屑分析的基础上，根据大量的试验结果，对直接影响三维变形切屑的宽度变化因素进行了研究，提出切屑宽度形系数的概念。采用不同刀具几何参数和切削用量，得到了切屑宽度变形系数的变化规律，并对此进行了分析，为进一步研究三维变形切屑的横向卷曲半径及折断奠定了基地。

基于单尖刀具和等效切削刃法的流屑角预报

将单尖刀具流屑角模型及其预报拓展到圆弧刃刀具中,提出了圆弧刀具的流屑角模型.此模型将任意刀具形状剖分为单尖刀具和纯圆弧切削刃两种情况,预报结果与Colwell法比较,表明这种方法具有较高的准确度,对于切削过程中切削力的预报和切屑的控制有一定的适用性.

圆弧刃刀具切削力的试验研究

对新设计的一种在圆弧刃上带有前角的圆形刀片进行了切削试验研究，分析了圆弧刃刀片的切削力情况，并根据直角自由切削的试验结果，对切削力从理论计算与试验结果作了对比分析。推导出了圆弧刃刀真功削力的实用计算方法，该方法计算简单，可方便地用于现场。

重型车削刀具破损监控仪的研制

介绍了重型车削刀具破损监控仪的组成。

硬态干式切削机理及技术研究综述

介绍了硬态干式切削加工刀具材料的特性、工件材料的特点、淬硬钢切削时切屑形态及其形成机理、表面完整性如白层、残余应力分布和表面粗糙度等与切削参数的关系 ,讨论了最小量切削润滑液使用的概念和要求。综合国内外的研究进展论述了硬态切削机理和相关技术 ,有益于加速我国硬态切削的实施。

重型切削过程硬质合金刀片的冲击破损行为

应用机械冲击理论分析重型硬质合金车刀冲击断裂过程,并确立其产生冲击断裂的临界条件;采用有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击试验揭示硬质合金车刀冲击断裂规律。对重型硬质合金车刀疲劳行为进行研究,通过有限元仿真分析方法,提出动态载荷下硬质合金疲劳断裂产生机制,并给出硬质合金疲劳断裂的载荷条件;通过断续切削试验,研究分析导致硬质合金刀具疲劳行为产生的本质原因,以期为预防硬质合金刀具过早出现失效提供理论支持和借鉴。

切削温度测量的等效热电偶法

研究了解决切削温度测量时冷端温度补偿的等效热电偶法的原理，推导了计算公式，并通过实验证实了此方法的正确性和精度，同时应用此方法测量了ＰＣＢＮ刀具切削淬硬轴承钢时切削温度的变化规律。

PCBN刀具的发展性能及应用

从材料性能角度介绍PCBN刀具的特点及应用领域 。

不同刃口形式下锯齿形切屑形成过程的仿真及实验研究

利用通用型有限元软件ABAQUS,本研究对PCBN刀具正交切削淬硬钢GCr15时锯齿形切屑产生的过程进行了数值仿真。模型采用剪切失效和单元删除准则以及网格自适应技术,有效地解决了由于材料大变形导致严重的单元扭曲与交错、高应变集中区域的单元奇异问题。在刀具为锋利刃口、倒圆刃口以及倒棱刃口的情况下,预测并分析了刃口形式对切削过程中切削力、应力场、应变场及残余应力场的影响。有限元仿真结果显示:刃口形式对切削过程影响显著,在相同的切削条件下,锋利刀刃、倒圆刀刃和倒棱刀刃的切削力、切削温度以及切削残余应力依次增大,并且三者得到的已加工表面残余应力具有相同的变化规律。倒棱刃口温度分布较好,为硬态切削中最佳的刃口形式。经过实验验证,本研究所建立的模型具有较好的精度。

PCBN刀具的特点及实际应用

聚晶立方氮化硼 (PCBN)刀具具有优良的性能 ,其使用寿命远远高于硬质合金刀具 ,可加工大部分高硬度材料 ,因此应用范围非常广泛。它的综合经济效益很高 ,在未来的超硬切削材料领域 ,PCBN刀具是非常理想的选择。

铣刀片的应力场分析

通过对铣削过程的分析，确定了切入冲击力的作用方向。对不同几何角度的铣刀片进行了有限元应力场分析，得出其受力变形的大小及应力分布状况，由此可分析出铣刀片槽型在铣削过程中的作用，对开发铣刀片槽型具有重要意义。

PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命

研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。

横向卷曲C形屑折断数学模型及试验研究

借助于高速摄影技术，分析了横向卷曲Ｃ形屑的形成与折断过程。提出了一种新的切屑折断数学模型，给出了折断判据，并进行了试验研究与验证。

用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢

通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑形态、刀具磨损特性等切削性能 ,并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象。

硬态切削机理研究的现状与发展

对国内外硬态切削机理研究的内容和成果进行了综合评述 ,讨论了硬态切削的概念和特点、切削力、金属软化效应、刀具磨损机理、切屑形成机理、冷却方式以及已加工表面完整性 ,提出了硬态切削研究中的热点问题。