螺杆钻具十字万向轴运动副球面磨损规律

螺杆钻具十字万向轴是传递扭矩和转速的关键结构,其运动副中锁紧轴与球座之间产生相对滑动而导致本体结构加速磨损,显著降低了万向轴的使用寿命。为研究锁紧轴与球座的圆弧面半径对滑动磨损的影响规律,建立多种圆弧面半径的三维磨损仿真物理模型;基于赫兹接触理论和Archard磨损理论研究不同半径条件下的体积磨损量、最大变形量、最大滑移距离和最大穿透深度的变化规律;借助现场试验进一步研究非密封十字万向轴的锁紧轴和球座之间滑动磨损后所呈现的结构形态和易磨损区域分布。结果表明:在一定范围内,随着圆弧面半径逐渐增大,体积磨损量呈现先减小后增加的趋势,最大滑移距离和最大穿透深度逐渐减小,最大变形量受圆弧面半径的影响较小,推荐最优半径为28~30 mm。仿真分析和现场试验结果表明,锁紧轴和球座侧滑会导致锁紧轴圆弧凸面沿圆周方向出现明显的磨损且边沿处出现“尖角”,球座圆弧凹面边沿厚度减小,形成环形凹槽且呈“卷曲变形”。该研究可以为十字万向轴的运动副的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

球头铣刀最优微织构参数确定方法

为了研究微织构对球头铣刀切削加工性能的影响规律,完成微织构参数的优化,依据粘结摩擦理论研究了微织构刀具的减磨抗磨机理,采用实验验证的方法,验证了微织构刀具具有减磨抗磨特性。采用DEFORM-3D有限元软件进行了不同织构参数刀具的铣削仿真,得出了刀具微织构参数的合理范围。根据仿真得到的参数范围,设计正交试验优化出球头铣刀最优织构参数组合为D=50μm、H=25μm、L 1=130μm、L 2=110μm。

金刚石铣刀加工花岗石磨损规律的试验研究

本文以金刚石圆柱成形铣刀在SPEED3石材加工中心上加工花岗石台板面边缘曲线为对象进行试验 ,分析研究刀具宏观几何尺寸参数 (直径、质量、圆柱度 )的变化量与工件材质及其去除量间的关系 ,探询刀具磨损规律。通过利用不同构成和工艺参数的刀具加工两种花岗石的对比实验 ,得出了刀具几何参数与工件材料去除量关系的变化曲线。据此 ,可分析计算刀具直径的磨损变化规律、预测刀具寿命 。

异型螺杆铣削过程刀具磨损状态检测研究

针对异型螺杆铣削加工 ,采用振动信号特征值作为检测刀具磨损的参量。利用小波分析构建滤波器组 ,对振动信号进行多尺度分解和多分辨率逼近 ,提取出刀具磨损特征信号。特征信号处理结果反映了刀具磨损变化规律 ,振动幅值大小反映了刀具磨损状况 ,从而实现了刀具磨损状态在线实时检测。

刀具磨损的随机模型及其在刀具可靠性试验中的应用

基于马尔可夫随机过程理论建立了刀具磨损的随机理论模型。根据此模型，刀具在任意时刻的磨损量和任意磨钝标准下的刀具磨损寿命都应该服从对数正态分布。实验结果和建立的理论模型符合较好，表明该理论模型在一定条件下是符合实际的。根据所建立的模型和加速寿命试验的原理，将刀具可靠性理论和泰勒公式结合起来，可以充分利用现有的切削数据对刀具的可靠性进行评价。

基于表面磨损的机床导轨副精度保持性模型

运用统计学规律对滑动导轨副在实际运行工况下的磨损特征与精度衰减进行了分析,从而建立了滑动导轨副的精度保持性模型,该模型反映了导轨副的精度保持性能与导轨副工况参数、运行参数、材料属性以及磨损状况的定量关系。利用自主研制的导轨副精度保持性实验台进行了导轨副试样的磨损精度实验,验证了理论模型的有效性。该理论模型既可以预测导轨副的精度保持寿命,也可以指导导轨副的耐磨设计及精度保持性设计。

基于振动测试的数控机床刀具磨损监测方法

为了通过特性分析直接判断数控机床刀具的工作状态,以实现柔性制造系统的研究,在刀具磨损的多种在线监测方法中采用振动测试的监测方法,对DL20MH数控车削中心的YG8硬质合金刀头进行在线监测,分别在不同的刀具磨损阶段实时监测其磨损信号,通过时域分析、频域分析和传递函数分析相结合的方法进行数据处理,并对照被加工工件的表面粗糙度和通过显微镜下观察刀刃的实时变化情况,对其进行分析处理,得出刀具的实时变化情况及被加工工件的粗糙度与理论数据基本吻合并呈现出一定的趋势,从实频域分析数据中也可以直观地判断刀具的磨损状态,测试结果与实际情况吻合,从而验证了振动测试是适合刀具磨损在线监测研究的。

岩石磨蚀性指数分级讨论

隧道施工中,岩石的磨蚀性是影响各类破岩工具磨损的主要因素之一。国际上设计了许多评价岩石磨蚀性的小型试验,其中Cerchar试验因其操作简易性获得了普遍应用,其结果CAI(Cerchar Abrasivity Index)值能够较好地预测破岩工具连续、平稳的正常磨损,目前我国也广泛采用该试验进行岩石磨蚀性评价。由于我国引进该试验时间较晚,尚无国家试验规范,CAI值的等级划分不明确。本文收集了国际上各试验室与机构使用的分级标准,从CAI值分级所用的钢针硬度、CAI值对应的破岩工具磨损量、大量试验数据的分布3个方面综合比较,认为国际岩石力学协会推荐的CAI值分级比较合理。本文对国内Cerchar试验规范创立、岩石磨蚀性评价具有借鉴意义。

TiAlN涂层刀具切削性能及磨损机理研究

为研究Ti Al N涂层刀具的切削性能和磨损机理,首先采用304不锈钢球对Ti Al N涂层进行摩擦磨损试验,对其磨损形态和摩擦系数进行分析比较。同时,釆用电弧离子镀技术基于YT15硬质合金刀具制备了YT15-TiAlN涂层刀具,并利用该刀具对40Cr钢进行了切削试验;同时,将涂层摩擦磨损特性、切削力以及刀具磨损机理作为衡量指标进行讨论研究,并与未涂层刀具进行对比。结果表明,YT15-TiAlN涂层刀具的切削性能大幅提高,Ti Al N涂层改善了刀具的摩擦特性,抗磨损能力大大增加,刀具的使用寿命提高了约1倍左右。

国外涂层刀具的研究状况

在总结国外多年科学研究的基础上研究了涂层刀具的使用特点和耐磨综合体原理 。

生产现场数据分析与刀具耐用度模型的建立

选择适当的刀具材料和合理的加工条件，是双轴数控立式车床实现火车车轮经济高效加工的关键之一，首要问题是建立加工条件下的刀具耐用度模型。本文根据车轮生产现场实际情况，首先提出一种多次端面快速刀具耐用度试验方法，通过适当安排试验因子和利用最小二乘法原理，推导出一系列数据处理公式；然后利用生产现场采集与处理数据，建立了多种涂层硬质合金加工火车车轮的刀具耐用度模型。最后，根据试验建立的刀具耐用度模型，对几种进口的涂层硬质合金刀具和两种国产硬质合金刀具的切削性能进行了比较。试验结果证明该方法具有贴合实际、准确可靠、经济实用、不影响生产等特点，为合理选择刀具和优化加工用量提供了理论依据。

镍基单晶高温合金车削力及刀具磨损研究

镍基单晶高温合金性能优越是航空发动机热端部件如涡轮盘的理想材料,然而镍基单晶高温合金车削加工存在切削力大和刀具磨损严重等问题,限制了零件的加工质量和效率。通过镍基单晶高温合金单因素车削试验,分析了不同车削工艺参数对车削力F_(∑)的影响规律,探究了镍基单晶高温合金刀具磨损机理,提出了防止切削力过大和减缓刀具磨损的措施。试验结果表明车削镍基单晶高温合金车削力F_(∑)随着切削速度vs的增大而减小,而随着进给速度v_(w)和切削深度a_(p)的增大而变大;刀具主要出现磨粒磨损、粘结磨损和涂层剥落3种损伤形式。

基于正交试验的铣削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响研究

切削加工表面粗糙度对零件的使用性能有重要影响,而加工过程中的工艺条件又是影响表面粗糙度的主要因素。利用正交试验方法安排铣削试验,通过方差分析等方法进一步分析切削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响规律,确定影响表面粗糙度的主要因素,为合理选择切削加工工艺条件提供理论依据。

硬质合金刀具变速切削磨损累积规律

通过理论分析和试验研究,探讨硬质合金刀具在变速切削条件下磨损累积的规律.研究表明:由于硬质合金刀具在不同的切削速度条件下具有不同的磨损机理,变速切削条件下刀具磨损具有后效作用,因此,在变速切削条件下刀具磨损平均速率加快.文中建立了刀具磨损累积规律的半经验数学模型。

汽轮机转子涂层刀具切削试验与仿真研究

为了解决新型转子材料难加工的问题,研究涂层对刀具切削性能的影响,并确定涂层刀具在切削过程中的最佳工艺参数。利用Deform-3D有限元软件进行26NiCrMoV145材料切削过程的数值分析,并在相同切削条件下,研究了未涂层刀具与经过不同镀层厚度处理的TiN-TiCN交替复合涂层刀具在切削过程中切削力与切削温度的变化情况。结合正交试验,以刀具磨损量为优化目标,获得最优工艺参数。结果表明:经涂层处理的刀具切削效果更佳,具有较低的摩擦系数,其中4μm涂层刀具在减小切削力方面更为明显;经涂层处理的刀具在切削温度方面同样表现更优,在切削前期,4μm涂层刀具的切削温度低于8μm涂层刀具的温度;切削后期,4μm涂层刀具的温度高于8μm涂层刀具;涂层刀具的切削最优参数组合为切削速度300m/min,进给量0.2mm/r,切削深度0.45mm。

空心砖芯具材料耐磨性的试验研究

空心砖芯具是空心砖成型模具的关键部件，在空心砖挤出成型过程中芯具承受着剧烈的磨粒磨损，以芯头和芯杆的磨损最为严重。本文通过对5种不同材料制作的芯头进行砂浆磨损试验，比较得出不同芯头材料之间的耐磨性能，提出对芯头和芯杆制作材料的改进措施，从而有效的提高芯具的使用寿命。

国外涂层刀具的研究状况

研究了涂层刀具的使用特点和耐磨综合体 ,并列出了试验结果。

PCBN刀坯切削试验初探

用实验室和商业用（A、B、C、D四种牌号）的几种PCBN刀坯制成刀具进行干切削淬硬轴承钢GCr15的试验，在不同切削速度的条件下比较了它们的耐用度，并对刀具的磨损和失效机理进行了分析。结果表明，在切削速度为90、109m/min的低速条件下，实验室样品的切削性能良好，耐用度几乎比其它种类的刀具高出24%-80%，在切削速度为154、176 m/min的高速条件下，实验室合成的两种样品和B的切削性能最好，A和D的性能则波动较大；刀具失效形式在低速时为机械磨损，在高速时为崩刃。

短电弧加工工具电极损耗研究

为研究短电弧加工技术中工具电极损耗的原因,采用单因素试验方法对不同的工具电极材料和工件电极材料进行试验,记录相应的试验数据,然后通过分析对比数据找出工具电极损耗的主要因素,实验结果表明在工件电极材料改变的情况下,工具电极的损耗将发生一定程度的波动,说明工具电极的损耗比与工件材料有关。

基于复制测量法的球头立铣刀磨损预测研究

论文提出一种测量球头立铣刀磨损量的复制测量方法并分析该方法的误差。以铣刀径向磨损量为研究对象进行刀具磨损试验,找出铣削参数对刀具磨损的影响规律,得出径向磨损量增量与铣削参数的铣刀磨损模型和刀具寿命经验公式,并通过试验验证磨损模型具有较高精度,可用于磨损量预测。