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。

切削速度对硬态AISIH13钢切削性能的影响研究

采用超硬刀具PCBN高速切削硬态AISIH13(HRC53),并以光学仪(OM)、工具显微镜(XGJ-1)、测力仪(YDC-Ⅲ89B)及表面粗糙度仪(TR100)等对切屑、刀具、工件表面、切削力以及切削温度进行检测。结果表明,随着切削速度的增大,切削力减小,切削温度提高;切屑卷曲程度降低,由浅蓝色向褐色转变;后刀面磨损虽有波动,但总体呈降低趋势。

淬硬轴承钢高速切削过程的实验与仿真

通过切削实验和有限元仿真相结合。研究了3种典型刃口形式即锋利切削刃口、倒圆刃口和倒棱刃口对高速切削高硬度（60～62HRC）的GCr15材料时的切削温度、切削力和已加工表面残余应力的影响规律。结果显示，在硬态切削条件下，倒棱形式刃口产生的切削热传给刀具和已加工表面的比例较少。对已加工表面残余应力的仿真结果表明，倒棱刃口与倒圆刃口都在已加工表面表层存在拉应力，在距表层150～200μm之间存在一最大的压应力，数值都是-200MPa左右，所不同的是倒圆刃口形式的残余应力变质层的厚度要大一些，与实验数据相比，残余应力的变化规律相同，应力变质层厚度相同，但实验得到的最大压应力数值要大一倍左右。

高速切削刀具材料的性能及合理选择

分析了高速硬态切削的概念和特点、并阐述了高速硬态切削对刀具材料的要求和选用原则。

PCBN刀具几何参数对高速干切削淬硬轴承钢寿命的影响

本文选取美国公司的BZN9000刀片为研究对象,在CA6140A车床上对GCr15淬硬轴承钢轴承环外套进行了一系列高速硬态干切削实验。采用正交试验设计方法,研究了PCBN刀具几何参数对其使用寿命的影响。结果表明:倒棱角度为-15°、刀尖圆弧半径为0.8 mm、后角度数为6°时,PCBN刀具的寿命最长,并得出刀具寿命影响程度大小的顺序依次为倒棱角度、刀尖圆弧半径和后角。

涂层刀具磨损对工件表面质量的非线性影响关系

在高速硬态切削过程中,涂层刀具高速切削失效形态分为非正常磨损(破损)与正常磨损两种。刀具非正常磨损失效发生在低速切削时,而高速切削过程中的刀具失效形式倾向于后刀面磨损、边界磨损和切削刃斜面磨损等多种正常磨损形式的组合。本文通过涂层刀具高速车削45#钢的试验,研究了刀具磨损对工件表面质量的影响。试验表明:提高切削速度,工件已加工表面质量并未随刀具磨损情况加剧而呈线性下降,刀具磨损对已加工表面质量负面影响作用的减轻,使表面质量在一定程度上得到了改善。