深冷与钝化处理对高速钢丝锥使用寿命的影响

以M2高速钢丝锥为研究对象,运用深冷技术和电解强化技术对丝锥进行处理。探究深冷加钝化、深冷、钝化和未处理四种工艺下,丝锥在速度为240、320、380r/min时的使用寿命,试验发现经过深冷与钝化双重处理的丝锥比未处理的丝锥使用寿命提高3倍以上,只经过深冷处理的丝锥可提高1.5-3倍;攻丝速度对只钝化处理的丝锥影响较大,速度越高钝化效果越不明显。对微观形貌进行分析后发现二次弥散型碳化物的出现和刃口型式的改变是提高丝锥使用寿命的主要原因。

刃口钝化对高速钢丝锥耐磨性及寿命的影响

以W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥为研究对象,首先运用电解强化技术对丝锥进行钝化处理,得出不同钝圆半径丝锥;然后进行攻丝试验,通过对丝锥切削齿后刀面磨损值VB的测量和寿命的检测确定丝锥最优钝圆半径;再分别对未钝化与最优钝圆半径丝锥进行典型磨损曲线的绘制。最后对这两组丝锥进行攻丝扭矩的测量,得出丝锥在加工过程中扭矩的变化规律。结果表明:钝圆半径为15μm的丝锥寿命提高最明显,约为未钝化丝锥的2.5倍;两组丝锥的磨损过程都符合典型磨损曲线的发展趋势,经钝化处理后的丝锥磨损值小、磨损速率慢;在初期磨损阶段,未经钝化处理的丝锥扭矩比钝化处理后丝锥的小,但波动范围较大,加工过程不稳定;整个切削过程未钝化丝锥扭矩增长速率快,丝锥很快失效。

电解强化的高速钢丝锥切削性能的试验研究

为消除或减少丝锥刀齿的锯齿或锋刃、前后刀面的凹坑或微裂纹等缺陷,提高使用寿命,对高速钢丝锥进行了电解强化处理并对强化后的丝锥进行了攻丝试验。结果表明:丝锥的原有缺陷明显减少,第1孔的攻丝扭矩虽比具有锋刃的未强化丝锥有所增加,但随着攻丝孔数的增加,扭矩增幅显著减小且平稳,大大提高了使用寿命和切削性能。

高速钢丝锥刃口钝化工艺研究

为研究W6高速钢丝锥经回转类刀具钝化设备TYESM-15电解刃口钝化处理时,不同的通电荷量处理丝锥得到对应的刃口钝圆半径后切削H13模具钢过程中,钝化后M8丝锥寿命的变化情况,先采用不同的通电荷量对丝锥分别进行电解钝化的刃口处理方式,使之得到对应的钝圆半径,而后用未钝化和钝化丝锥分别对H13模具钢进行攻丝试验,并通过逐点停车的方式来测量丝锥主要切削齿的后刀面磨损值,绘制不同电解参数下丝锥的磨损曲线图,分析不同钝圆半径对丝锥寿命的影响。结果表明:经TYESM-15钝化后的丝锥刃口均匀,刃口尺寸具有足够的可靠性;经电解参数中通电荷量75C处理过的丝锥寿命提高最为明显,约为未钝化丝锥的3倍。在一定电解参数范围内经刃口钝化处理的丝锥寿命普遍长于未钝化丝锥,在磨损期间降低了初期磨损速率,拉长了正常磨损阶段,且具有更高的加工稳定性和优良的切削性能,从而延长了丝锥寿命。

基于AdvantEdge FEM的高速钢丝锥攻铝合金的参数优化

采用Pro/E并改变丝锥前角和锥角,对丝锥进行三维建模,三维切削仿真软件为Advant Edge FEM。利用多指标正交试验设计法,将丝锥切削过程中的温度、扭矩及轴向切削力这三个指标的最大值作为攻丝性能评价指标,对高速钢丝锥切削铝合金进行数值模拟及丝锥参数优化。通过试验可知,当高速钢丝锥前角为10°、锥角为8°、主轴转速为900r/min时,攻丝性能最佳。

刃口钝化对高速钢丝锥可靠性的研究

以应力强度干涉模型为基础,以刀具材料本身的临界疲劳应力小于刀具加工时刀头内的最大应力为失效判据,建立破损可靠性理论模型。对钝化处理后的丝锥进行可靠性试验并验证可靠性模型的正确性,通过对比得到刃口钝化处理对高速钢丝锥可靠性的影响。

基于深冷和钝化工艺的W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥磨损机理的研究

通过对深冷和钝化工艺的研究,分析了两种工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥磨损的影响,对不同工艺处理的丝锥进行了攻丝试验和微观结构观察分析试验。结果表明,磨粒、氧化、粘结磨损是高速钢丝锥后刀面磨损的主要形式。经过深冷与钝化处理的高速钢丝锥抗磨损能力优于未处理的丝锥。

基于蒙特卡罗法的高速钢丝锥可靠性分析

高速钢丝锥主要失效原因之一是由断裂、崩刃所引起的破损失效,确定丝锥的可靠度对于自动化、高精密加工具有十分重要的意义。通过顺序统计量理论考虑丝锥受到冲击载荷的次数,并利用应力—强度干涉模型,以多次加工后切削刃上的最大扭转应力超过丝锥材料临界疲劳应力为失效判据建立高速钢丝锥的可靠度模型,并通过少量试验,结合蒙特卡洛法随机生成加工时分布在丝锥切削刃上的应力和丝锥材料临界疲劳应力,将得到的样本值进行比较,得出高速钢丝锥的可靠度。最终,通过恒应力加速试验对蒙特卡洛模拟法的计算结果进行了验证。

高速钢丝锥的复合热处理

传统的热处理方法处理的丝锥 ,难以满足零件对丝锥综合性能的要求。本文提出 ,在成本增加不多的条件下 ,通过复合热处理的方法 ,可以充分利用现有设备和成熟的热处理工艺 ,大幅度地提高丝锥的热处理性能。这为此类课题的解决提出了一条有效。

高速钢丝锥深冷处理过程数值模拟与工艺优化

以材料为W9Mo3Cr4V、型号为M24的高速钢丝锥来进行深冷处理过程的数值模拟与工艺优化。通过ANSYS的热分析模块(Transient Thermal)和流体分析模块(Flunet),对高速钢丝锥分别在浸泡深冷、匀速深冷和逐级深冷三种深冷处理工艺条件下的深冷处理过程进行数值模拟,并通过模拟结果进行比较分析,结果表明逐级深冷处理是最为理想的深冷处理工艺。

高速钢丝锥淬火方案的选择

本文重点探讨大规格高速钢丝锥淬火加热时间的选择,淬火温度一定的情况下,对从理论淬火时间到实际淬火时间进行了确定,并总结了直径在50～100mm的大尺寸丝锥实际淬火时间。

高速钢丝锥磨损影响因素的探究

采用响应曲面法建立试验方案和丝锥磨损的二阶模型,完成了深冷温度、保温时间、主轴转速3个因素对W6Mo5Cr4V2(W6)高速钢成品丝锥磨损影响的研究。通过测量切削试验后的丝锥后刀面最大磨损量VB,分析各因素之间的交互作用对丝锥后刀面磨损的影响,确定了各个因素的最佳水平范围。优化后的深冷处理工艺和切削参数有3组,分别为主轴转速为200 r/min时,保温时间和深冷温度取4.68 h、-196℃;保温时间为3 h时,深冷温度和主轴转速取-196℃、180 r/min;深冷温度为-150℃时,保温时间和主轴转速取4.68 h、180 r/min。

EM35丝锥深冷处理工艺试验研究

采用正交设计试验方法研究了EM35高速钢丝锥的深冷处理工艺。通过切削钛合金试验,分析不同的深冷处理温度、保温时间和降温速率对高速钢丝锥寿命的影响。得出深冷工艺的最优方案为深冷温度-170℃、降温速率2℃/min、保温时间10 h;测量深冷前后丝锥硬度,结果表明,丝锥硬度平均提高0.36～1.34 HRC;依据切削扭矩试验,将未经深冷的丝锥和深冷试验后优方化案丝锥进行攻丝扭矩试验对比,验证了新工艺的合理性。

基于Pro/E的丝锥参数化建模方法

采用有限元法对高速钢丝锥攻丝过程进行仿真分析,不但能够获得更全面的刀具切削信息,同时也能有效地降低试验费用,获得较为准确的试验结果。由于丝锥结构复杂、尺寸参数较多,在攻丝仿真中,对丝锥进行快速准确的三维建模尤为重要。本文通过参数化建模设计思想,借助于三维建模软件Pro/E中参数化模块,建立标准丝锥的参数化模型。

刀—屑界面摩擦系数对切屑几何形态的影响

攻丝时切屑缠绕是降低攻丝效率的主要原因,为了深入分析切屑缠绕的原因以及摩擦系数与切屑形态的关系,利用有限元仿真软件模拟攻丝过程得出切削力和扭矩,利用黏着滑动摩擦模型估算了刀—屑界面滑动区的摩擦系数,通过对未涂层刀具、TiCN涂层、氧化处理以及TiAlN涂层四种高速钢丝锥进行切削实验,分析了摩擦系数对切屑卷曲直径的影响,探讨了切屑缠绕的机理。结果表明:摩擦系数越大,切屑的卷曲直径越小;切屑的卷曲直径大于刀具槽宽时,切屑会发生缠绕;TiAlN涂层刀具的摩擦系数高于其它表面处理刀具的摩擦系数,较高的摩擦系数减小了切屑的卷曲直径,降低了切屑缠绕的风险。

加工小径薄壁螺纹盲孔的工艺措施

不锈钢旋转器固定套两端4个M4小径薄壁螺纹盲孔为批量加工难点。针对零件材料与结构切削加工特性,采取了系列工艺技术措施,合理设计螺纹底孔尺寸及螺纹盲孔长度尺寸,对高速钢钻头及高速钢丝锥的结构与切削几何角度进行改进,设计专用钻模,防止机攻薄壁螺纹孔时破壁;相关工序预防配套,防止薄壁螺纹孔相邻加工面加工硬化层延伸。