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。

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。

切削SiCp/6005Al复合材料的PCD刀具磨损

为研究SiCp/6005Al切削时的刀具磨损机制及刀具磨损对切削力、切削温度、工件表面质量的影响,进行不同转速V和不同进给速度f下的切削试验,观察每组试验刀具切削后的磨损形貌,并通过监测动态切削力和切削温度来探究刀具的磨损机制。结果表明:工件转速提高使切削温度明显升高,但对切削力的影响很小;进给速度提高使切削力明显升高,而切削温度的变化范围较小。改变进给速度带来的力载荷变化是影响前刀面磨损的主要因素,改变工件转速带来的切削温度变化是影响后刀面磨损的主要因素。此外,刀具磨损是磨粒磨损、黏结磨损的综合作用结果,且刀具磨损会对切削力、切削温度和加工表面质量产生不利影响。

PCD刀具超声振动辅助切削TiC_(p)/TC4材料表面缺陷

研究微观角度下PCD刀具超声振动辅助切削TiC_(p)/TC4时,超声振动对材料表面缺陷的影响。基于ABAQUS/Explicit有限元软件,建立PTMCs二维切削微观非均质模型,开展不同体积分数下的多颗粒切削仿真;并采用仿真和实验相结合的方法,分析切削速度对切削温度变化的影响规律,阐述TiC_(p)/TC4在切削过程中的颗粒受力破碎过程,讨论同体积分数的TiC_(p)/TC4切削表面缺陷的表现形式。结果表明:超声振动切削时,切削温度始终较低,TiC_(p)/TC4表面缺陷表现形式多为颗粒切断和颗粒突起;且超声振动能有效阻断颗粒与基体间的应力持续传递,使应力优先在颗粒间传递,减小了基体变形,促使颗粒破碎,提升材料表面加工质量,同时验证实验结果与仿真结果相符。

低温CO_(2)辅助PCD刀具硬车削轴承套圈的装置及试验研究

目的降低PCD刀具硬车削轴承套圈时的刀具磨损。方法采用低温二氧化碳内冷辅助PCD刀具切削来抑制刀具磨损。搭建低温二氧化碳冷却装置,开展液态二氧化碳的冷却试验,分析二氧化碳的冷却规律;开展低温切削试验,通过人工热电偶测温法对参考切削温度进行测量,并且研究不同入口压强参数下轴承套圈的表面粗糙度和刀具磨损变化情况,验证低温二氧化碳冷却辅助PCD切削轴承套圈的有效性。结果二氧化碳在恒定压力(1.2 MPa)下的冷却规律可以分成起始、稳定、失效3个阶段,稳定阶段的流量大小为1000g/min,冷却温度可以保持在-59℃不变。二氧化碳在不同入口压力(0.8~1.4MPa)下冷却时,入口压力越小,冷却温度越低。在不同入口压力(0.8~1.4 MPa)下进行低温切削,0.8、1、1.2、1.4 MPa时的最大参考切削温度分别为-41、-28、-30、-28℃,加工表面的粗糙度值分别为0.071、0.074、0.109、0.129μm,后刀面最大磨损量分别为176.58、171.67、270.26、261.17μm。结论入口压力为0.8 MPa和1 MPa时,二氧化碳冷却效果较好,无论是参考切削温度,还是加工表面的粗糙度值和刀具磨损都处于较低水平,低温冷却辅助PCD刀具硬车削轴承套圈时可有效降低刀具磨损。

PCD刀具参数对精车Ti6Al4V切削性能的影响研究

基于Abaqus有限元仿真软件建立三维车削仿真模型,采用单因素法,研究PCD刀具精车钛合金Ti6Al4V工件时刀具参数对切削力、刀尖温度的影响,并对PCD刀具前角、后角以及刀尖圆弧半径等主要刀具参数进行正交试验,采用灰色关联理论对切削力、刀尖温度进行综合评价,得到优化刀具参数组合为前角γ=12°、后角α=7°和刀尖圆弧半径r=0.6mm。结果表明:用灰色关联理论优化后得到的刀具参数能够有效地降低切削力、切削温度,保证刀具的使用寿命和加工精度,提高加工效率。

PCD刀具车削氧化锆陶瓷表面粗糙度及刀具磨损试验研究

为验证氧化锆陶瓷在大参数下的可加工性,使用PCD刀具对完全烧结的氧化锆陶瓷进行单因素硬态干式车削试验,以表面粗糙度为评价指标,研究了刀尖圆角半径、切削深度对已加工表面粗糙度的影响,通过对刀具磨损形貌和切屑进行观察,结合能谱图分析了刀具磨损形态、材料去除方式以及刀具的主要磨损机理。试验结果表明:在两组较大切削深度下,随着切削深度和刀尖圆角半径的增加,表面粗糙度总体呈现增大趋势;刀具磨损集中在刀尖处,主要形式是脆性剥落和黏结磨损。

PCD复合圆锯片高频焊接工艺研究

在高频焊接过程中,焊接温度和焊接时间是影响PCD复合圆锯片焊接质量的两个重要因素,焊接温度过低和焊接时间过短会降低焊接强度,而焊接温度过高和焊接时间过长会导致PCD复合片的石墨化以及出现“过烧”的现象。通过实验对比在焊接温度580℃、620℃、660℃和700℃条件下,采用300 mm/min、250 mm/min、200 mm/min、150 mm/min的送丝速度来控制焊接时间,设定每齿的焊接送丝长度为12 mm,从而对比不同工艺下的焊接强度,得出采用焊接温度660℃、送丝速度150 mm/min的焊接工艺能够达到最高的焊接强度。

基于PCD刀具的TA15钛合金精密铣削工艺优化及刀具磨损研究

采用聚晶金刚石(PCD)刀具对TA15钛合金进行高效精密铣削试验,对比研究主轴转速、铣削深度、铣削宽度及每齿进给量等铣削参数对钛合金加工表面质量的影响,根据优化的铣削参数开展PCD刀具的磨损实验研究。钛合金铣削实验结果表面,当主轴转速N、铣削深度ap、铣削宽度ae、每齿进给量fz分别为12,000 r/min、3 mm、20 μm、0.02 mm/z时,PCD刀具侧铣TA15钛合金的切削性能最好,钛合金铣削表面粗糙度可达0.055 μm。磨损实验结果表明,PCD刀具的磨损趋势与理论磨损曲线相吻合,经历初期磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个状态,刀具磨损量及铣削表面粗糙度随铣削长度的累加而增长,当铣削长度为210 m时后刀面局部最大磨损宽度达到259.9 μm,同时钛合金表面粗糙度可达0.312 μm,表面存在少量的粘钛,但是刀具在铣削218 min后仍能保证一定的切削性能,能有效实现TA15钛合金长时间的高效精密铣削加工。

PCD和PCBN超硬刀具应用与研究现状浅析

随着集成制造系统的不断发展,切削作业速度的加快,生产线对刀具提出了更高更多要求,切削刀具也逐渐朝向高效化、超精密化等发展,超硬切削刀具的发展已经成为必然。当前,作为超硬的切削刀具,PCD和PCBN这两种刀具可以加工得到与常规切削刀具相比而言其能够使切削加工零件尺寸精度提高,实现精密加工甚至是超精密加工,本文对这两种刀具及其应用、研究现状以及发展趋势进行简要的介绍和分析。

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。