清洁可持续切削及工艺参数多目标优化研究进展

面对地球资源的急剧减少和环境的不断恶化,实现绿色、可持续的生产已成为制造业发展的主旋律。在金属切削过程中采用清洁加工方式和最佳切削参数已成为必要。文章主要介绍国内外常用的清洁切削方式,分析加工过程中的碳排放和加工成本,总结国内外常用的切削参数多目标优化模型和算法,并结合当今绿色生产的局限性给出了未来发展方向。该研究可为清洁可持续切削方法的选用及工艺参数多目标优化提供理论和技术指导。

涂层刀具清洁硬态钻削超高强度钢切削性能研究

为提高刀具在硬态钻削超高强度钢过程中的切削性能,降低刀具磨损,通过涂层刀具在干式、冷风、液氮三种清洁切削介质下钻削42CrMo超高强度钢,研究涂层刀具切削性能和刀具磨损机理,探究清洁硬态钻削时延长刀具寿命的可行性。研究表明:冷风与液氮冷却均可提高断屑、排屑能力,降低钻削力和钻削温度,延长刀具寿命;涂层刀具主要磨损机理为黏结磨损、磨粒磨损和氧化磨损。该研究可为高强度、高硬度材料的清洁钻削加工提供理论和技术参考。

液氮低温铣削GH4169合金时涂层刀具表面完整性及磨损研究

高速切削过程中,刀具表面完整性的变化与刀具磨损具有紧密联系,采用PVD-TiN/TiAlN硬质合金涂层刀具进行液氮低温铣削GH4169合金试验,研究不同喷射温度时刀具的表面完整性(包括表面粗糙度、表面显微硬度和表面残余应力)及其与刀具磨损的关系。结果表明,在刀具磨损影响下,涂层刀具表面粗糙度变化趋势一致,刀具表面显微硬度与表面残余应力随刀具后刀面磨损量的增加先增大后减小;与喷射温度为-30℃相比,喷射温度为-90℃时涂层刀具的表面显微硬度与表面残余压应力更大,在铣削过程中更快达到最大值。喷射温度为-90℃时涂层刀具的表面完整性得到提升,刀具耐磨性提高,稳定磨损阶段持续时间延长,刀具寿命显著提升。

清洁高速硬切削模具钢的仿真与试验研究

高速切削H13淬硬模具钢时刀具寿命短、刀具磨损严重等问题突出。基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速硬切削H13钢的仿真试验,研究干式、清洁切削介质(冷风、低温氮气和液氮)对涂层刀具硬切削性能的影响,探究运用清洁切削技术提升涂层刀具寿命的可行性。研究表明:与干式切削相比,清洁切削介质可以有效地控制切削区域温度,减少刀具磨损,延长刀具寿命;液氮切削时切削合力减少9.8%,切削区域温度下降12.4%,刀具寿命提高55.6%,可获得最好的刀具切削性能。研究可为H13钢的清洁高速硬切削加工提供参考。