PCD刀具超声振动辅助铣削TC4钛合金仿真与试验

TC4钛合金是典型的难加工材料,为解决其导热性差对铣削加工性能的影响,文章提出超声振动辅助铣削加工工艺,以提高其铣削质量。通过Abaqus建立PCD铣刀及TC4钛合金工件的仿真模型,分析超声振动对PCD铣刀切削刃温度的影响;采用单因素法设计超声振动铣削试验,研究不同超声振幅与刀具前角对PCD铣刀切削刃温度、铣削力及工件表面粗糙度的影响;并将试验结果与仿真结果进行对比,验证仿真模型的可靠性。结果表明,超声辅助铣削可大幅降低切削刃温度和铣削力,还可有效降低工件表面的粗糙度。相较普通铣削,超声铣削的切削刃平均温度由421.5℃下降到241.9℃,降幅为42.6%;铣削力由104.65 N下降到87.05 N,降幅为16.8%;工件表面粗糙度均值由0.316μm下降到0.228μm,降幅为27.8%。超声振幅较铣刀前角对表面粗糙度的影响更明显,且仿真结果和试验结果基本一致,其平均误差为4.6%。

PCD刀具精密车削TC4钛合金的实验研究

采用PCD刀具对钛合金Ti-6Al-4V进行湿式外圆车削实验,并计算不同进给量下的理论粗糙度,基于单因素实验方法研究了切削用量对切削力和工件已加工表面粗糙度的影响规律。结果表明:在实验参数范围内,主切削力随切削深度的增大而显著增加,进给量次之;轴向力和径向力随切削深度的增大而增大,但增加幅度不大;主切削力随进给量的增大而有较大增加,但进给量对径向力和轴向力的影响较小;整体上各切削分力随切削速度的增大而有所增加,但增幅较小。进给量对工件表面粗糙度影响最大,而且进给量越大,实际切削工件粗糙度与理论计算值越接近。

含断屑块PCD刀具切削用量的合理选择

为了探究PCD刀具加装断屑块时的最佳断屑切削用量,通过试验观察不同切削用量时的切屑形状,将收集到的切屑分为优良屑、适宜屑、不良屑,计算3类切屑的占比;测量已加工表面的粗糙度Ra;通过有限元仿真,研究不同切削用量时的卷曲半径;通过公式计算常用断屑块位置参数下含断屑块PCD刀具的极限进给量、极限背吃刀量;结合试验与仿真结果得出最佳断屑区域及优良屑的切削用量范围。结果表明:随进给量与背吃刀量的增加,断屑块的断屑效果提升,当卷曲半径为0.5~0.6mm时易形成优良屑,得到含断屑块PCD刀具获得优良屑的切削用量范围,为其在工程应用中提供参考。

PCD刀具端面车削碳纤维增强碳化硅基复合刹车材料的试验研究

通过PCD刀具对C_(f)/SiC进行端面车削试验,研究切削参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,并深入分析材料的切削去除机理。结果表明:主轴转速n、进给量f和背吃刀量a_(p)均对切削力和表面粗糙度Sa造成影响,背吃刀量对各切削力影响最大,进给量对表面粗糙度影响最大。C_(f)/SiC以脆性断裂去除方式为主,主要加工缺陷为基体破碎脱落、微裂纹、纤维露头及拔除、界面脱粘与分层。试验结果证明,C_(f)/SiC可以通过端面车削方式控制加工缺陷的产生,且其切削表面粗糙度Sa可达到3.2μm,即C_(f)/SiC可以实现半精加工。试验最佳切削用量为n=710r/min,f=0.05mm/r,a_(p)=0.30mm。

PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料切削温度研究

进行了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料实验,研究了切削用量对切削温度的影响规律。研究结果表明:切削温度随着切削速度的增加而增大,随进给量的增加先增大后减小,随着背吃刀量的增加而增大。

碳纤维复合材料PCD刀具低温和干式制孔试验研究

目的针对CFRP开展二氧化碳低温冷却和干式条件下的PCD刀具制孔试验研究,从而提高CFRP材料的切削性能、制孔精度及制孔质量。方法在传统钻孔和低温冷却条件下,采用常规和织构PCD刀具开展制孔试验,分析不同切削参数下的轴向推力、总切削力、入口直径和相对误差、表面黏结、孔壁形貌及缺陷的差异性。结果在干式和低温冷却条件下,CFRP钻入过程产生的轴向推力和总切削力均随着进给速度的增大而不断增大;在试验条件下,当进给速度增大时,PCD刀具+干式、PCD刀具+低温及PCD织构刀具+低温3种方式下获得的入口直径相对误差范围分别为0.29%~0.42%、0.57%~1.15%、0.38%~0.89%;与干式加工相比,低温冷却有效抑制了刀具切屑黏结;总体来说,在低温冷却下,孔壁表面有明显的纤维断裂,形成较多的纤维断口坑、微裂纹,树脂表面涂覆均匀性较差。结论在CFRP钻孔过程中,相对于干式钻孔,在相同切削参数下,低温冷却下可以获得更大的切削力;与低温冷却相比,采用干式钻孔能够提高入口直径尺寸的制孔精度,有效提高抗黏结效果;总体来说,相同切削参数下,干式制孔获得的孔壁表面更加平整和均匀。

三菱化学生物基PCD用于西铁城手表表带制造

三菱化学集团宣布,其生物基聚碳酸酯二醇(PCD)BENEBiOL因具有高耐用性和环保型的特点,被西铁城手表有限公司选中,用于生产制造2024年秋冬PROMASTER型号手表的表带。BENEBiOL具有全新的化学结构,生物基含量高达93%。此外,它还具有优于传统石油基PCD的耐用性和耐化学性,可以作为油漆和涂料、弹性体以及合成革的关键成分应用于汽车、家具、户外装备中。PROMASTER是专业运动手表中的标志性产品,以其在海、陆、空等极端户外环境中的卓越耐用性和可靠性而闻名。凭借该产品,三菱化学集团成为全球首个开发生物质基PCD的公司。

VRD与PCD方案治疗多发性骨髓瘤患者的效果及对细胞免疫指标、远期生存情况的影响对比

目的探讨硼替佐米、来那度胺联合地塞米松(VRD)与硼替佐米、环磷酰胺联合地塞米松(PCD)方案治疗多发性骨髓瘤(MM)患者的临床效果。方法选取2020年1月—2022年12月金乡县人民医院收治的78例MM患者为研究对象,按随机数字表法将其分为对照组和观察组,各39例。对照组行PCD方案化疗,观察组行VRD方案化疗。比较两组患者的临床疗效、血清生化指标、细胞免疫指标、远期生存情况及不良反应发生情况。结果观察组疾病控制率为94.87%,高于对照组的79.49,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组M蛋白、骨髓浆细胞分别为(2.82±0.38)g/L、(4.32±0.45)%,均低于对照组的(4.05±0.42)g/L、(5.88±0.79)%,组间差异有统计学意义(P<0.05);观察组CD3^(+)、CD4^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)、Treg分别为(67.52±5.51)%、(43.24±4.12)%、(1.86±0.25)、(4.85±0.45)%,均高于对照组的(62.34±5.42)%、(39.54±3.87)%、(1.72±0.23)、(4.31±0.42)%,组间差异有统计学意义(P<0.05)。观察组远期生存率与静脉血栓发生率分别为89.74%、20.51%,均高于对照组71.79%、5.13%,组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论VRD治疗MM效果更佳,可更好调节患者细胞免疫指标,降低M蛋白、骨髓浆细胞水平,提高远期存活率,但静脉血栓发生风险高,需斟酌应用。

超导下PCD与开腹术治疗重症急性胰腺炎合并胰腺坏死感染的有效性和安全性比较

对比在重症急性胰腺炎合并胰腺坏死感染的患者治疗中,采用超导下经皮穿刺置管引流术与开腹术治疗的有效性和安全性。方法 以共132例在2014年2月至2018年5月132例患有SAP合并胰腺坏死感染的患者进行研究,依据不同手术方案,分成PCD组及开腹组,组内患者数量分别是68例(超导下PCD手术方案)、64例(开腹手术引流)。比较两组临床疗效、围术期相关指标、炎症状态[降钙素原(PCT)、白细胞介素-8(IL-8)、髓样分化蛋白-88、p38丝裂原活化蛋白激酶mRNA表达量]、实验室相关指标[血淀粉酶、尿淀粉酶、白细胞计数、血糖]、并发症。结果 两组对比,PCD组(82.35%)与开腹组(81.25%)对比未体现统计学意义(P>0.05)。结论 与开腹术相比,超导下PCD治疗SAP合并胰腺坏死感染的有效性相当,但超导下PCD在抑制炎症反应、改善血尿淀粉酶等指标、降低术后并发症风险上具有优势。

影响PCD刀具刃磨质量因素研究

本文采用合理的腐蚀清洗方法对PCD试样进行腐蚀,获得了清晰真实的PCD磨削表面。在此基础上借助扫描电镜,通过观察PCD刀具磨削表面和刃口的微观形貌,系统研究了磨床转速、磨削压力及磨削液等因素对PCD刀具刃磨质量的影响。研究结果表明:磨床转速越高,磨削表面质量越好,但过高或过低的转速会使刃口锯齿度增大;较大的磨削压力对磨削表面质量和刃口质量都有负面影响;同时,无论转速高与低,磨削压力大或小,干磨后的PCD磨削表面质量均好于湿磨。细砂轮低速干磨PCD时,磨削表面由于疲劳应力的作用出现了一些垂直于磨削表面的裂纹。

磨PCD刀具陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究

本文研究制备Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3多元系基玻璃料，并配制成低温陶瓷结合剂，研究发现：耐火度为685℃，流动性为110％～130％，线膨胀系数为5．35×10^-6℃^-1的低温陶瓷结合剂具有优异的性能。制备的陶瓷结合剂金刚石砂轮在725℃烧成后，磨具的抗弯强度和洛氏硬度达到最佳值，分别58．61MPa和77．9。用其磨削PCD刀片时锋利性好，磨削中间不需修整，砂轮耐用度高。运用扫描电子显微镜（SEM）分析了陶瓷结合剂金刚石磨具的断面形貌、磨削后磨削面形貌，表明结合剂对磨粒黏结牢固，断面组织均匀。

PCD刀具高速铣削TA15钛合金的切削性能

采用聚晶金刚石(PCD)和硬质合金刀具对TA15钛合金进行了高速铣削对比试验,从刀具磨损、切削力、切削温度等方面评价了PCD刀具加工TA15钛合金的切削性能。结果表明:PCD刀具端铣TA15钛合金的切削性能较好,刀具耐用度可达145min,稳定切削时间达121min,与硬质合金刀具相比提高了4倍;PCD刀具磨损形态为后刀面不均匀磨损,前刀面上局部剥落及刀尖附近微崩刃;随着切削速度的提高,x方向的切削力略有降低;每齿进给量和轴向切削深度过大会增大x向切削力;切削温度随着切削速度和径向切削深度的增加而升高。

PCD刀具高速铣削SiC_p/Al复合材料切削温度试验研究

采用夹丝半人工热电偶法,在600-1200m/min速度范围内对PCD刀具高速铣削SiCp/2009Al复合材料时的切削温度进行了研究,采用单接点热电偶快速标定装置对热电偶(SiCp/2009Al—康铜)测量的热电势进行了标定试验,获得了各种复合材料的温度标定曲线。研究结果表明,在本文试验条件下,铣削温度瞬时最高值可达519℃,切削参数对切削温度影响程度由大到小依次是:切削速度、增强颗粒体分比、径向切宽、每齿进给量。

应用3M化学PCD标准包的研究

目的应用3M公司提供的标准包PCD对挑战装置对灭菌批量过程监控,从而保障灭菌效果。方法将标准包CI PCD、BI PCD挑战包分别应用于1号锅(132℃,3.5、8 min),2号锅(134℃,3.5、8 min)。结果310锅次CI PCD挑战包移动指示卡均合格或达到终点,240个BI PCD挑战包生物培养均为阴性,移动指示卡均达到终点。结论标准包CI PCD挑战装置对灭菌物品进行批量监测时,准确度更精确,使灭菌质量进一步得到保障。

聚晶金刚石(PCD)刀具发展综述

对聚晶金刚石 (PCD)刀具的发展概况、性能特点、应用范围、制造技术、设计原则。

PCD刀具高速车削和铣削钛基复合材料的切削温度研究

使用聚晶金刚石刀具,在切削速度为15-150m/min范围内对体分比为0-10%的颗粒增强及颗粒/晶须混合增强钛基复合材料进行车削和铣削试验。分别采用自然热电偶和半自然夹丝热电偶法对车削和铣削时的切削热电势进行了测量,并用比较法快速标定系统对热电势进行了标定。结果表明:PCD刀具切削钛基复合材料时,切削温度随切削速度的增加而显著增加,切削速度从15m/min增大到150m/min时,切削温度从260℃增加到590℃。研究发现,刀具磨损对切削温度存在显著影响,磨损刀具(VB=0.1mm)比新刀的切削温度普遍高60-90℃。切削体分比为5%钛基复合材料时的温度高于其基体材料(钛合金TC4)的切削温度,但随增强相含量的进一步增大,切削温度反而略有降低(降低5%)。由于PCD刀具在较高速度下切削钛基复合材料时切削温度接近或超过PCD刀具在空气中的使用温度,切削过程中刀具会发生明显的化学磨损,从而在前刀面形成显著的月牙洼磨损形态。

PCD刀具后刀面刃磨质量对切削表面质量及刀具寿命影响的试验研究

在分析PCD刀具切削模型的基础上进行了切削试验。通过对切削试验结果的分析,认为PCD刀具后刀面刃磨质量直接影响切削表面质量,而对PCD刀具寿命的影响则相对较小。

高频感应钎焊钎料、钎剂对PCD刀具焊接性能的影响

针对PCD刀具的金刚石层易石墨化、硬质合金基底难以被钎料润湿的缺陷 ,通过钎焊试验 ,分析了温度、钎料和钎剂对PCD刀具焊接性能的影响 ,提出了PCD与硬质合金或碳钢对接时母材与钎料。

PCD刀具加工SiC颗粒增强铝基复合材料的合理切削速度

通过用扫描电镜等方式检测ＰＣＤ刀具的性能，并与天然金刚石的相关参数进行比较，阐明了ＰＣＤ刀具的优异性能。通过ＰＣＤ刀具对碳化硅高比强颗粒增强铝基复合材料的试验，考察了切削速度对切削力、切削温度、刀具耐用度和切削长度的影响，总结出高硅铝基复合材料切削中的合理切削速度。指出，在一定的切削条件下，当切削速度Ｖ＝３０～４０ｍ／ｍｉｎ时，可获得良好的综合效益。

基于正交试验的PCD刀具加工铝合金时切削性能的研究

通过PCD刀具切削铝合金的正交试验,分析刃磨刀具用砂轮的结合剂和切削用量对切削力与工件表面质量的影响。结果表明:进给量与砂轮结合剂对切削力和工件表面粗糙度影响较大,而切削速度与切削深度的影响相对较小,优方案为陶瓷结合剂金刚石砂轮刃磨的PCD刀具在切削用量v=88.45m/min,切削深度ap=0.1mm,进给量f=0.032mm/r时,工件表面粗糙度最小,同时切削力也较小。