基于Inconel 718车削过程有限元仿真的刀具刃口几何参数优化

基于Third Wave Advant Edge建立二维有限元模型,对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行数值仿真分析,并通过直角车削试验验证仿真模型的精准度;提出了刃口几何参数的优化流程,获得了不同刃口几何参数下的切削温度和应力分布,研究了刀具刃口几何参数对刀具应力及刀具温度的影响,进而对加工镍基合金的刀具刃口参数进行优化。仿真结果表明:在选定后角7°时,粗加工镍基合金Inconel 718的最优前角为6°,最优刃口钝圆半径为60μm;随着刀具前角的增加(0°~10°),切削温度逐渐增加,刀具应力先减小后增加,切屑的高温区逐渐减小,刀具的高应力区逐渐向后刀面扩展;随着刃口钝圆半径的增加(30μm^80μm),刀具温度逐渐增加,温度分布无明显变化,刀具应力先减小后增加,切削刃附近应力集中现象减弱。

硬质合金铣刀刃口优化及切削寿命研究

刀具切削寿命是高端制造领域中重要的评价环节,能够直接影响切削效率与企业效益。刀具的宏观几何结构是影响刀具切削寿命的重要因素之一,而刀具微刃口作为工件与刀具的直接接触区域,其刃型结构也是影响刀具寿命的关键因素。本文通过立式旋转钝化法制备了具有对称型与非对称型微刃几何的硬质合金铣刀,并通过AISI1045钢铣削实验进行对比分析,研究了不同微刃结构对铣刀寿命的影响,实现了刀具微刃结构的优化设计。实验结果表明:经钝化处理的微刃表面形貌质量得到显著提升,前后刀面钝化速率的差值是形成不同微刃结构的关键因素,不同微刃结构下的后刀面磨损以沟纹磨损为主,优化后的铣刀能够有效抑制刀具崩刃,减缓刀具磨损速率,形状因子K=0.5、钝圆半径R=11μm的优化方案寿命提升最为明显,增益高达25%。

刀具刃口制备技术研究进展

切削刃口几何形状对刀具的寿命和性能具有决定性作用。适当的刃型可改善刀具的耐磨性,进而提高刀具的寿命及可靠性,改善切削加工的稳定性和工件的质量。切削刃口几何形状包括刃口宏观几何和微观几何及刃口表面形貌。采用合适的刃口制备工艺来获得特定的刃口微观几何和刃口表面形貌,可提高刀具寿命和改善刀具性能。在回顾刃口制备技术和工艺方法、切削刃口表征和测量方法的基础上,讨论了刃口几何形状对刀具耐磨性及刀具寿命和性能的影响。

金刚石内圆刀片刃口形状分析

分析了金刚石内圆刀片刃口几何形状对刃具基体、切割材料、切割温度和切割中的冷却等因素的影响 。

刀具刃口钝化对刀具切削性能影响研究进展

使用经刃口钝化后的刀具进行切削加工是提高刀具切削稳定性、降低刀具磨损、节省加工成本及提升产品表面质量的重要措施。本文回顾了刀具切削刃刃口研究领域的发展历程,并对最新研究成果进行了总结归纳,介绍了刀具刃口几何形状的描述方法,阐述了在切削过程中刀具刃口几何形状对切屑成形及流动、切削力、切削温度、残余应力、刀具寿命和加工表面质量的影响规律。最后,对刀具刃口未来的研究方向提出了展望,针对不同加工材料及加工参数下最佳刃口的选取、针对不同刃口形状上的涂层与基体材料之间的相互作用以及在微纳制造中近原子及原子尺度下刀具刃口半径对材料去除机理的影响还需要进一步系统论证。