重型切削硬质合金刀具破损寿命可靠性研究

在重型切削加工过程中,由机械载荷作用引起的硬质合金刀具疲劳失效是影响刀具寿命的主要原因之一。为了研究刀具的破损特性,首先分析硬质合金抗弯强度理论,并探讨其与裂纹扩展的关系建立刀具破损理论模型;其次采用三点弯曲法进行硬质合金刀具材料抗弯强度试验,建立硬质合金刀具材料抗弯强度Weibull分布模型;最后进行硬质合金刀具破损可靠性研究,同时建立硬质合金刀具破损理论寿命可靠性模型并进行验证,结果表明所建立的刀具破损理论寿命模型是可行的,同时对提高刀具使用寿命、优化工艺参数等有非常重要的借鉴意义,为进一步深入研究重型切削刀具破损寿命及可靠性奠定基础。

损伤力学在重型切削硬质合金刀具失效分析中的应用探讨

为研究刀具失效的微细观本质问题,首先在对损伤力学基本理论及应用分析的基础上,探究重型切削过程中大型工件材料属性与加工技术特性对刀具损伤的影响;然后对硬质合金材料损伤特性与刀具损伤失效进行探讨,明确重型切削硬质合金刀具失效与损伤过程存在密切关系;最后基于重型切削载荷特性与刀具损伤属性提出刀具材料损伤失效的具体研究方向及方法。通过应用损伤力学对刀具进行失效分析,不仅能完善刀具失效具体过程,还可为刀具寿命预测及设计开发等提供理论依据。

硬质合金刀具加工508Ⅲ钢切削力与刀具磨损试验研究

针对重型加工水室封头过程中,硬质合金刀片易出现磨损失效的问题,通过切削力及刀具磨损试验,探讨了硬质合金刀具的主要失效形式。基于铣削用量单因素试验法,分析了铣削参数对铣削力的影响,并采用不同的刀片在相同的切削条件下进行磨损试验,对比分析了不同刀片的抗磨损性能。应用优选出的寿命较优刀片进行铣削加工,对刀片前后刀面进行磨损分析获得主要磨损形式为粘结磨损、扩散磨损及微崩刃,本研究可为水室封头加工切削参数优化及刀具开发设计提供一定的参考。

水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究

水室封头作为核电设备的主要零部件,长期处在高温、高压、高辐射等恶劣的工作环境下,材料为高强度钢508Ⅲ钢,具备高强度和高温的力学特性,导致其切削加工性差。在水室封头重型切削加工过程中,大多采用硬质合金刀具进行切削,铣削过程中刀具受到较大的机械冲击和温度影响。针对切削过程中刀具失效严重、换刀频繁等问题,进行水室封头材料加工切削力试验及预测模型研究。通过对水室封头材料进行单因素铣削试验,探讨切削用量与切削力的关系;进而采用正交试验的方法分析切削参数对切削力影响的显著程度,应用回归分析方法建立切削力预测模型,并进行验证。研究结果为进一步研究水室封头材料加工刀具失效机理、切削参数优化及刀具设计开发提供一定的试验基础和技术支持。