精密硬车削与刀具优化

精密硬车削有替代磨削的诱人之处 ,在一些公司中已经成功应用 ,其它的一些公司也正在准备引进。然而 ,为了达到所需要的加工要求 ,通常对系统中的所有组成部分都要优化选择。进一步的调查结果显示 ,除了具有良好的加工条件和优化的夹紧系统以外 ,刀具材料的选择和刀具几何形状的设计 ,对于加工质量和刀具寿命也有很大的影响。

切削速度对精密干式车削淬硬工具钢切削力的影响

通过使用PCBN刀具精密干式车削淬硬Cr12MoV工具钢(62±1 HRC)的试验,分析了切削速度对三向切削力的影响,得出了最优切削速度。试验表明:随切削速度提高,三向切削力先急剧增大,后急剧减小,再又缓慢增大。若从最小车削合力与提高加工效率两个角度来优化切削速度,则226 n/min是最优切削速度。试验结果也对精密干式切削淬硬工具钢具有实际指导意义与参考价值。

精密干式硬态车削淬硬工具钢时表面粗糙度的参数优化

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行了精密干式硬态车削试验,运用正交实验法分析了切削速度、试件硬度、刀具前角、切削深度4个因素间的交互作用,并得到了最优车削参数。试验表明:影响表面粗糙度最显著的因素是切削速度与淬火硬度,切削深度影响最小。

精密干车削淬硬工具钢表面温度的试验与预测模型

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行了精密干车削试验,利用正交回归法与响应曲面法,建立了以切削速度v、切削深度口a_p、走刀量f、工件淬火硬度H、刀尖半径r_ε为影响因素的已加工表面温度θ_W的指数与二次多项式预测模型。同时,运用方差法,分析了切削速度v、切削深度a_p、走刀量f、工件淬火硬度日、刀尖半径r_ε的主效应及二次交互效应对已加工表面温度θ_W影响的显著性。结果表明:ORM指数模型的绝对误差为8.5%,二次RSM多项式模型的绝对误差为2.3%,二次RSM多项式模型的预测值与试验值的吻合性比较好。

精密干式硬态车削淬硬工具钢加工表面温度参数优化

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行精密干式硬态车削试验,运用极差法分析切削速度、走刀量、切削深度、试件硬度、刀尖圆弧半径五个因素对工件表面温度影响的显著性,并得到了最优车削参数。试验表明:影响工件表面温度最显著的因素是工件淬火硬度,切削深度与走刀量的影响相当,刀尖圆弧半径的影响最小。

精密硬车加工轴承套圈的表面完整性试验研究

针对磨削加工中套圈精密加工存在的不足,进行精密硬车削加工轴承套圈新工艺的开发,通过加工试验分析了精密硬车加工轴承套圈的表面完整性,探究了基准面平面度、刀具磨损量等工艺参数与加工精度的对应关系。基于精密硬车削套圈试样的表面粗糙度、沟道圆度、显微硬度、热损伤、金相组织、残余应力分布、加工效率等方面的研究,得出了精密硬车削可达到磨削加工精度的结论,且金相组织稳定,不易存在热损伤,具有可控的残余应力分布和较高的加工效率,有利于产业化生产高精密轴承。利用磁性卡盘装夹套圈,分析试样基准面平面度对精密硬车削套圈沟道圆度的影响,发现提高基准面平面度可以有效提高加工套圈的沟道圆度;分析了刀具磨损对硬车削套圈加工精度的影响,得出在精密加工阶段刀具磨损量是控制套圈圆度的重要监控工艺参数的结论。

干式硬态车削淬硬工具钢Cr12MoV表面粗糙度试验与预测模型

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行精密干式硬态车削试验,运用正交实验法分析切削速度、试件硬度、刀具前角、切削深度4个因素间的交互作用,得到最优车削条件.利用多元回归法,借助应用数学软件SPSS技术,建立表面粗糙度的线性模型与指数模型,并对这2种模型进行比较.试验表明:影响表面粗糙度最显著的因素是切削速度与淬火硬度,切削深度影响最小,指数模型比线性模型预测精度高.

干式车削不同淬硬状态工具钢三向切削力的试验研究

通过使用PCBN刀具精密干式车削不同淬硬状态(51、55、58、62、65±1 HRC)工具钢Cr12MoV的试验,分析了淬硬状态对三向切削力的影响规律。试验表明:随工件硬度的升高,主切削力与径向力先逐渐增大,后急剧减小;而进给力在很小范围内波动。EDS分析进一步表明:工件硬度达到65±1 HRC时,会因工件表面材料的脆性而减小切削力;而当工件硬度达到62±1 HRC时,由于切削温度的升高而在切屑与刀具前面产生粘结作用,从而引起切削力增大。试验结果对精密干式切削淬硬工具钢具有实际的指导意义与参考价值。

PCBN刀具断续切削磨损机理的研究

研究了BN250断续车削淬火钢SAE8822十字轴的磨损现象。试验结果显示微崩刃是断续车削中导致刀具失效的主要因素,工件与BN250刀具元素之间的化学反应和扩散作用削弱了结合剂与CBN基体直接的结合强度,是导致刀具破损发生的主要因素。

基于ANSYS环境切削刃温度的有限元建模与多步反向仿真

使用PCBN刀具对淬硬工具钢Cr12MoV(62±1 HRC)进行了精密干式硬态车削试验.依据精密干式硬态车削的特点,建立了小切深-大刀尖圆弧半径-斜角车削条件下的切削层几何模型,提出半月牙形区域为刀具的主要吸热区,并建立了PCBN刀片的有限元模型.在人工热电偶测得的刀具指定点温度的基础上,运用多步反向仿真法,利用ANSYS软件仿真了四种不同切削速度下的切削刃温度,结果表明,切削刃温度在725～1053℃之间变化,仿真值与试验值的绝对误差小于5%,满足目标要求.该方法在生产实践中具有实际的指导意义与参考价值.