基于后刀面磨损带面积的铣刀磨损模型的建立

鉴于后刀面磨损带面积 (AB)可以作为衡量刀具磨损程度的一个指标 ,以此为据建立了作用在小直径螺旋立铣刀后刀面瞬时切削力和平均切削力与AB 间的数学模型 .使用不同的切削参数进行了多次实验 ,计算出模型的特征常数 ,并进行了模型的实验验证 。

高速铣削时刀夹联体振动特性影响后刀面磨损机理

通过对主轴-刀夹-刀具联体的振动特性及切削过程分析,研究高速铣削时后刀面机械振动磨损的机理。采用试验模态分析方法,获得刀夹联体的振动特性参数。分析刀尖的振动轨迹曲线以及有效切削后角随时间的变化规律,找出振动特性参数与后刀面磨损的关系。进行刀夹联体的振动特性参数影响后刀面磨损的切削试验。试验结果证明:在高速铣削硬钢材料时,刀夹联体的模态阻尼比和固有频率的乘积值越大,动刚度越高,后刀面振动磨损程度就越轻。

基于后刀面磨损的铣削加工误差研究

对铣削加工过程中后刀面磨损对加工精度的影响进行了分析和研究,建立了基于刀具后刀面磨损的铣削加工误差的数学模型。

考虑后刀面磨损条件下的正交切削模型分析

在试验研究基础上进行了有后刀面磨损的正交切削模型分析。经过正交切削试验及理论分析,发现后刀面磨损无论是定性上还是定量上都不影响刀具基本切削或剪切过程,即不改变剪切角和摩擦角,但是在磨损区的摩擦力及整个切削力都会增加。充分利用剪切区分析理论,确定了剪切区的切削力、后刀面磨擦力和后刀面磨损量的对应关系,从而建立了在后刀面磨损情况下的切削力模型。

铣削温度对铣削前后刀面磨损带温度分布的影响规律仿真

为给铣刀维护提供有价值的参考数据,间接提高铣刀表面磨损带的温度分布均匀度,根据铣刀的几何特征,在仿真试验环境下生成铣刀模型,并在铣削加工前采用夹丝—热电偶技术测定刀面磨损带的温度场分布情况。模拟铣削加工工艺,在不同的铣削温度工况下测得铣后刀面磨损带温度分布,通过对仿真试验数据的分析,得出铣削温度上升对铣前后刀面磨损带温度分布规律的影响仿真结果,并得出以下结论:随着铣削温度的上升,铣前刀面磨损带的温度升高,铣削温度越高,温度变化幅度越大,且铣后铣刀表面温度分布均匀度越高。

后刀面磨损对加工表面残余应力的影响研究

残余应力是衡量加工表面质量的一项重要指标,切削过程中刀具后刀面磨损会对加工表面残余应力产生重要影响。以弱刚度高精度件齿圈为研究对象,研究后刀面磨损对残余应力的影响。设计了刀具磨损几何模型,建立了齿圈切削二维仿真有限元模型,通过仿真分析了不同后刀面磨损量条件下齿圈加工表面残余应力,得到了残余应力随后刀面磨损量的变化规律,并利用钻孔法测试了残余应力,结果表明,仿真数据可靠。

车削SKD61模具钢刀具后刀面磨损机理研究

文章使用未涂层硬质合金刀具和Ti N涂层刀具分别对SKD61模具钢进行车削加工试验,改变主轴转速、车削宽度和进给量等切削参数,通过基恩士扫描显微镜测量刀具后刀面磨损量并观察磨损形态,研究两种不同刀具后刀面的磨损机理及磨损量,得出了相应磨损形式与合理切削参数,为实际的生产加工提供了有效的参数依据。

钛合金铣削过程刀具前刀面磨损解析建模

钛合金Ti6Al4V作为典型的航空航天难加工材料,在其铣削过程中硬质合金刀具的磨损会降低加工过程稳定性,进而影响加工效率和已加工表面表面质量。刀具前刀面磨损会导致刀具刃口强度降低,并影响切屑的流向和折断情况。针对前刀面磨损机理进行分析并构建了月牙洼磨损深度预测模型。首先运用解析方法构建了前刀面应力场模型,得到切屑在前刀面滑动过程中的刀具前刀面应力分布情况及磨损位置。基于刀-屑接触关系的基础上建立了前刀面温度场模型。然后,基于所得刀具前刀面应力与温度分布,构建综合考虑磨粒磨损、粘结磨损与扩散磨损的铣刀月牙洼磨损深度预测模型,获得月牙洼磨损预测曲线;结合铣刀月牙洼磨损带沿切削刃方向分布的特点,建立了随时间变化的铣刀前刀面磨损体积预测模型。最后通过试验验证了切削宽度对前刀面磨损的影响规律,预测结果与试验测量值具有较好的吻合性。结果表明随着切削宽度的增加,月牙洼磨损深度及前刀面磨损体积都随之增加。研究结果为钛合金铣削用刀具的设计和切削参数的合理选择提供了理论基础。

后刀面织构化硬质合金刀具干切削氧化铝陶瓷生坯磨损机理研究

针对冷等静压氧化铝陶瓷生坯干切削中出现的刀具磨粒磨损严重等问题,利用激光加工技术制备后刀面织构化硬质合金刀具,对氧化铝陶瓷生坯干切削加工,研究后刀面织构化刀具磨损机理。结果表明在干切削氧化铝陶瓷生坯过程中,刀具前刀面仅有轻微磨损,后刀面有较为严重的磨粒磨损。相比硬质合金刀具,后刀面织构化刀具能有效降低刀具磨损,且织构沟槽平行于主切削刃的后刀面织构化刀具(AT-1)能有效提高刀具耐磨性。研究发现后刀面微织构在干切削过程中存在"衍生切削"现象,"衍生切削"能切除刀-工接触表面中的硬质点,避免硬质点加剧刀具磨损;微织构还有储存氧化铝粉末切屑的作用,这进一步减少硬质点对刀具后刀面的影响,延长刀具寿命。

立铣刀渐进磨损过程中主电机功率信号的时域特性研究

根据立铣刀刀齿渐进磨损过程中主轴电机功率信号的变化特点 ,分析了主轴电机功率与刀齿后刀面磨损带面积 (AVB)间模型的时域统计特性 ,提取了反映刀具磨损状态的时域统计特征参数。相关试验证明了研究结果的正确性。

WC-Ni3Al硬质合金切削奥氏体不锈钢的切削力及磨损研究

采用正交试验法对WC-Ni3Al硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢过程中的切削力及磨损性能进行研究,并对切削深度、进给量以及切削速度对切削力的影响进行分析。利用指数回归分析建立主切削力的经验公式,结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析。试验表明:切削深度对切削力的影响最大;与WC-Co硬质合金相比,WC-Ni3Al硬质合金刀具的切削力以及后刀面磨损均优于WC-Co刀具。

基于神经网络的BTA刀具磨损量预测

用单齿BTA刀具进行深孔钻削时,刀具磨损通常以刀齿后刀面磨损为主。本文提出一种基于人工神经网络的后刀面磨损值预测方法,采用试验设计的方法进行BTA钻削试验,通过万能工具显微镜来测量刀齿后刀面的磨损值,得到训练样本。通过有限的训练样本建立关于切削速度、进给量和轴向力的刀齿后刀面磨损量的预测模型,然后运用MATLAB进行仿真与计算。试验和仿真结果表明,该模型能有效预测刀齿后刀面磨损值,为减少刀具磨损提供了依据。

高速切削硬态AISIH13的PCBN刀具磨损机制研究

采用超硬刀具精加工模具工作零件的"以切代磨"机加工艺能够显著提高模具使用寿命。但目前对此研究还甚少。以超硬刀具PCBN高速切削硬态AISIH13 (HRC53),并用测温仪、光学仪、工具显微镜(XGJ-1)及JSM-5600LV型扫描电镜等对刀具磨损进行观察、检测与分析。结果表明:前后刀面主要以黏结磨损为主,但前刀面磨损主因是切削热,而后刀面磨损主因是机械应力,且在主切削刃上常发生沟槽磨损,若不平衡切削时亦会产生不规则破损。

基于Usui模型的硬质合金刀具切削高强度钢磨损仿真研究

高强度钢切削加工中的刀具磨损对切削效率和加工成本有着重要的影响。通过切削仿真研究刀具磨损具有成本低、可选参数范围大等优点。基于Usui模型建立了采用硬质合金刀具切削高强度钢的刀具磨损仿真模型,并对磨损模型进行了实验验证。仿真研究了刀具几何角度对刀具后刀面磨损的影响规律。结果表明,刃口半径对后刀面磨损影响最大,且后刀面磨损随刃口半径增大而增大,随前角和后角的增大而减小。

AISI 304不锈钢铣削加工刀具磨损实验研究

AISI 304不锈钢具有低导热性和高韧性等特性,切削加工性较差。研究采用复合涂层硬质合金铣刀,对AISI 304不锈钢进行了端铣实验研究,考察后刀面磨损情况。实验表明,进给率对磨损的影响大于切削速度。针对刀具后刀面磨损,给出了相对较好的切削条件组合。

深冷处理对高速钢丝锥磨损的影响

深冷处理对高速钢的耐磨性有一定的影响,但不同的深冷处理工艺使材料的耐磨性有较大的差别。采用正交试验的方法,比较不同深冷温度、保温时间、主轴转速对高速钢丝锥后刀面最大磨损值VB的影响,试验及分析结果表明,因素显著性顺序为:主轴转速>深冷温度>保温时间,最优组合为深冷温度-120℃,保温时间为4 h,主轴转速为150 r/min。

切削加工中刀具月牙洼磨损的图像识别和检测算法

通过对硬质合金刀具前刀面月牙洼磨损图像特征的分析,设计了识别和检测磨损的算法,并开发了相关软件。经过实例检验,根据二维特征检测刀具磨损的最大误差在7.4%之内,可满足一般工程要求。本方法具有自动化程度高、判决速度快等优点,并对刀具磨损三维形态的识别和检测提供了一定的基础。

硬质合金刀具切削各向同性热解石墨磨损机理

针对各向同性热解石墨切削过程中刀具磨损过快的问题,采用硬质合金刀具进行了切削加工试验,研究了切削过程中硬质合金刀具的磨损形式、磨损过程以及刀具磨损对表面加工质量的影响。通过对试验结果的研究分析表明:硬质合金刀具磨损形式为后刀面磨损以及切削刃崩刃破损,刀具磨损机理为磨粒磨损。刀具的有效切削距离仅为250m左右,已加工表面分布着形状和深度大小不一的凹坑,表面加工质量差,硬质合金刀具作为各向同性热解石墨的切削刀具具有一定的局限性。

刃口钝化对立铣刀侧铣15-5PH性能影响的研究

为研究不同刃口钝圆半径对立铣刀侧铣加工不锈钢15-5PH的性能影响,文章通过采用AdvantEdge仿真技术,模拟实际加工中刃口半径对切削热与径向切削力的响应,并以此得到刃口钝圆最佳的半径范围。以后刀面磨损宽度为检测标准,通过侧铣对比试验可知:随着刃口钝圆半径的增加,刀具寿命呈现先增大后减小的趋势,刃口钝圆半径为8μm时刀具寿命最长,与仿真结果相吻合。该研究可为刀具设计与优化提供数据支撑。

钻削碳纤维复合材料刀具磨损与加工质量的研究

使用麻花钻进行钻削碳纤维增强树脂基复合材料T800的试验,研究了刀具磨损对轴向力、钻削温度以及出口形貌的影响。结果表明:随着转速增大,后刀面磨损值增大;转速低于4 000 r/min时,后刀面磨损值增大比较平缓,高于4 000 r/min时,后刀面磨损急剧增大;随着进给速度增大,后刀面磨损值呈现先减小后增大的规律,在进给速度为60 mm/min时最小;随着刀具磨损增大,轴向力以及钻削温度增大,孔出口形貌变差;在转速低于1 000 r/min时,刀具磨损对温度影响很大,当转速高于2 500 r/min时,随着刀具磨损增大,温度增大比较平缓。