含断屑块PCD刀具切削用量的合理选择

为了探究PCD刀具加装断屑块时的最佳断屑切削用量,通过试验观察不同切削用量时的切屑形状,将收集到的切屑分为优良屑、适宜屑、不良屑,计算3类切屑的占比;测量已加工表面的粗糙度Ra;通过有限元仿真,研究不同切削用量时的卷曲半径;通过公式计算常用断屑块位置参数下含断屑块PCD刀具的极限进给量、极限背吃刀量;结合试验与仿真结果得出最佳断屑区域及优良屑的切削用量范围。结果表明:随进给量与背吃刀量的增加,断屑块的断屑效果提升,当卷曲半径为0.5~0.6mm时易形成优良屑,得到含断屑块PCD刀具获得优良屑的切削用量范围,为其在工程应用中提供参考。

PCD刀具精密车削TC4钛合金的实验研究

采用PCD刀具对钛合金Ti-6Al-4V进行湿式外圆车削实验,并计算不同进给量下的理论粗糙度,基于单因素实验方法研究了切削用量对切削力和工件已加工表面粗糙度的影响规律。结果表明:在实验参数范围内,主切削力随切削深度的增大而显著增加,进给量次之;轴向力和径向力随切削深度的增大而增大,但增加幅度不大;主切削力随进给量的增大而有较大增加,但进给量对径向力和轴向力的影响较小;整体上各切削分力随切削速度的增大而有所增加,但增幅较小。进给量对工件表面粗糙度影响最大,而且进给量越大,实际切削工件粗糙度与理论计算值越接近。

PCD刀具端面车削碳纤维增强碳化硅基复合刹车材料的试验研究

通过PCD刀具对C_(f)/SiC进行端面车削试验,研究切削参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,并深入分析材料的切削去除机理。结果表明:主轴转速n、进给量f和背吃刀量a_(p)均对切削力和表面粗糙度Sa造成影响,背吃刀量对各切削力影响最大,进给量对表面粗糙度影响最大。C_(f)/SiC以脆性断裂去除方式为主,主要加工缺陷为基体破碎脱落、微裂纹、纤维露头及拔除、界面脱粘与分层。试验结果证明,C_(f)/SiC可以通过端面车削方式控制加工缺陷的产生,且其切削表面粗糙度Sa可达到3.2μm,即C_(f)/SiC可以实现半精加工。试验最佳切削用量为n=710r/min,f=0.05mm/r,a_(p)=0.30mm。

碳纤维复合材料PCD刀具低温和干式制孔试验研究

目的针对CFRP开展二氧化碳低温冷却和干式条件下的PCD刀具制孔试验研究,从而提高CFRP材料的切削性能、制孔精度及制孔质量。方法在传统钻孔和低温冷却条件下,采用常规和织构PCD刀具开展制孔试验,分析不同切削参数下的轴向推力、总切削力、入口直径和相对误差、表面黏结、孔壁形貌及缺陷的差异性。结果在干式和低温冷却条件下,CFRP钻入过程产生的轴向推力和总切削力均随着进给速度的增大而不断增大;在试验条件下,当进给速度增大时,PCD刀具+干式、PCD刀具+低温及PCD织构刀具+低温3种方式下获得的入口直径相对误差范围分别为0.29%~0.42%、0.57%~1.15%、0.38%~0.89%;与干式加工相比,低温冷却有效抑制了刀具切屑黏结;总体来说,在低温冷却下,孔壁表面有明显的纤维断裂,形成较多的纤维断口坑、微裂纹,树脂表面涂覆均匀性较差。结论在CFRP钻孔过程中,相对于干式钻孔,在相同切削参数下,低温冷却下可以获得更大的切削力;与低温冷却相比,采用干式钻孔能够提高入口直径尺寸的制孔精度,有效提高抗黏结效果;总体来说,相同切削参数下,干式制孔获得的孔壁表面更加平整和均匀。

PCD和PCBN超硬刀具应用与研究现状浅析

随着集成制造系统的不断发展,切削作业速度的加快,生产线对刀具提出了更高更多要求,切削刀具也逐渐朝向高效化、超精密化等发展,超硬切削刀具的发展已经成为必然。当前,作为超硬的切削刀具,PCD和PCBN这两种刀具可以加工得到与常规切削刀具相比而言其能够使切削加工零件尺寸精度提高,实现精密加工甚至是超精密加工,本文对这两种刀具及其应用、研究现状以及发展趋势进行简要的介绍和分析。

切削SiCp/6005Al复合材料的PCD刀具磨损

为研究SiCp/6005Al切削时的刀具磨损机制及刀具磨损对切削力、切削温度、工件表面质量的影响,进行不同转速V和不同进给速度f下的切削试验,观察每组试验刀具切削后的磨损形貌,并通过监测动态切削力和切削温度来探究刀具的磨损机制。结果表明:工件转速提高使切削温度明显升高,但对切削力的影响很小;进给速度提高使切削力明显升高,而切削温度的变化范围较小。改变进给速度带来的力载荷变化是影响前刀面磨损的主要因素,改变工件转速带来的切削温度变化是影响后刀面磨损的主要因素。此外,刀具磨损是磨粒磨损、黏结磨损的综合作用结果,且刀具磨损会对切削力、切削温度和加工表面质量产生不利影响。

PCBN刀具以车代磨加工20CrMnTi合金钢试验研究

采用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具,以车代磨对20CrMnTi合金钢进行精密切削加工。分析了切削过程中PCBN刀具的磨损形式和磨损机理,研究了不同切削参数对刀具寿命与工件表面粗糙度的影响。结果表明,切削过程中刀具发生了扩散、崩刃以及氧化磨损;在硬态切削三要素中,切削进给量和切削速度对刀具磨损量影响较大,切削进给量对工件表面粗糙度影响较大。

高速切削高碳当量合金灰铸铁制动盘的PCBN刀具磨损分析与工艺改进

采用PCBN刀具对高碳当量合金灰铸铁进行高速切削实验,通过IM3000光学显微镜、LSM7003D测量激光显微镜、S-4800Ⅱ场发射扫描电镜对产生崩裂破损的刀具进行观察与分析。结果表明:高速切削后PCBN刀具表面同时存在磨粒磨损、黏结磨损和氧化磨损三种磨损形式;高速切削加工含有过多高塑、韧性游离铁素体的制动盘时,刀具前、后刀面黏结物均有增多,导致刀具表面出现严重的黏结磨损,并且伴有大面积切削刃崩刃;恶化的切削条件使得刀具表面过早出现磨损与裂纹,从而在切削时引起刀具振动,最终导致PCBN刀具崩裂破损。为了改善切削加工条件,通过改进刹车盘的铸造工艺减少铁素体数量,改进后的制动盘铸态组织以珠光体为主,有效减少了刀具的崩刃概率,提高了生产效率。

PCD、PCBN切削刀具的发展浅析

从常用切削刀具入手 ,重点介绍了 PCD、PCBN切削刀具的特点、性能、应用及其国内外发展 ,最后对国产 PCD、PCBN切削刀具提出了几点建议。

PCD刀具超声振动辅助切削TiC_(p)/TC4材料表面缺陷

研究微观角度下PCD刀具超声振动辅助切削TiC_(p)/TC4时,超声振动对材料表面缺陷的影响。基于ABAQUS/Explicit有限元软件,建立PTMCs二维切削微观非均质模型,开展不同体积分数下的多颗粒切削仿真;并采用仿真和实验相结合的方法,分析切削速度对切削温度变化的影响规律,阐述TiC_(p)/TC4在切削过程中的颗粒受力破碎过程,讨论同体积分数的TiC_(p)/TC4切削表面缺陷的表现形式。结果表明:超声振动切削时,切削温度始终较低,TiC_(p)/TC4表面缺陷表现形式多为颗粒切断和颗粒突起;且超声振动能有效阻断颗粒与基体间的应力持续传递,使应力优先在颗粒间传递,减小了基体变形,促使颗粒破碎,提升材料表面加工质量,同时验证实验结果与仿真结果相符。

低温CO_(2)辅助PCD刀具硬车削轴承套圈的装置及试验研究

目的降低PCD刀具硬车削轴承套圈时的刀具磨损。方法采用低温二氧化碳内冷辅助PCD刀具切削来抑制刀具磨损。搭建低温二氧化碳冷却装置,开展液态二氧化碳的冷却试验,分析二氧化碳的冷却规律;开展低温切削试验,通过人工热电偶测温法对参考切削温度进行测量,并且研究不同入口压强参数下轴承套圈的表面粗糙度和刀具磨损变化情况,验证低温二氧化碳冷却辅助PCD切削轴承套圈的有效性。结果二氧化碳在恒定压力(1.2 MPa)下的冷却规律可以分成起始、稳定、失效3个阶段,稳定阶段的流量大小为1000g/min,冷却温度可以保持在-59℃不变。二氧化碳在不同入口压力(0.8~1.4MPa)下冷却时,入口压力越小,冷却温度越低。在不同入口压力(0.8~1.4 MPa)下进行低温切削,0.8、1、1.2、1.4 MPa时的最大参考切削温度分别为-41、-28、-30、-28℃,加工表面的粗糙度值分别为0.071、0.074、0.109、0.129μm,后刀面最大磨损量分别为176.58、171.67、270.26、261.17μm。结论入口压力为0.8 MPa和1 MPa时,二氧化碳冷却效果较好,无论是参考切削温度,还是加工表面的粗糙度值和刀具磨损都处于较低水平,低温冷却辅助PCD刀具硬车削轴承套圈时可有效降低刀具磨损。

PCD与PCBN刀具在精密与超精密加工中的应用

机械加工正朝着高速化、复合化、智能化及环保型方向发展 随着现代集成制造系统的问世以及切削速度不断提高 ,对刀具性能提出更高的要求 ,开发各种耐磨性优良能长时间进行稳定加工的超硬切削刀具是必然趋势 切削刀具逐步向高效加工、硬加工、干式加工、超精密加工和新型难加工材料加工的方向发展 PCD(PolycrystallineDiamond)刀具与PCBN(PolycrystallineCubicBoronNitride)刀具是实现精密和超精密加工的必备加工刀具 ,在生产实际中能加工出常规切削加工达不到的尺寸精度和表面粗糙度 ,研究PCD与PCBN刀具的使用符合客观生产实际的迫切需要

PCD和PCBN超硬刀具应用与研究现状浅析

随着现代集成制造系统的问世及切削速度不断加快,对刀具性能提出更高的要求,切削刀具逐步向高效加工、硬加工、干式加工、超精密加工和加工新型难加工材料等方向发展。开发高耐磨、长寿命、高稳定的超硬切削刀具是必然趋势。人造聚晶金刚石(PCD)刀具与聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具在生产实际中能加工出常规切削加工达不到的尺寸精度和表面粗糙度,是实现精密和超精密加工的关键。对PCD和PCBN刀具进行了介绍,并分析了其应用领域和研究现状。

聚晶立方氮化硼刀具研究热点与趋势——基于CNKI与WOS数据库知识图谱分析

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具是基于立方氮化硼微粉与结合剂烧结而成的超硬材料刀具,因其具有高硬度、高热稳定性和良好的耐磨性等优点,在高速、高效、高精度的金属加工领域受到广泛关注。基于1993—2023年CNKI与WOS数据库中相关论文,通过CiteSpace软件制作PCBN刀具知识图谱,分析其研究热点与发展趋势。研究结果表明:国家合作图与机构合作图呈现产学研机构紧密结合现象;通过国内外关键词共线图与聚类对比得到发展热点是刀具材料、制备技术、切削加工与磨损机制;研究脉络指出未来向材料多元化、仿真与试验结合化、研究微观化、刀具专业化方向发展。

PCD/PCBN切削刀具的特点与应用

勿须考虑刀具颤振,PCD?PCBN切削刀具能够提高生产率。文章概述了PCD?PCBN刀具的类型、特点及应用,如粗、精加工的切削深度、切削速度和进给量,高硬切削,干切削,加工有色金属等。

PCD／PCBN刀具在高速切削中的适应性探究

本文介绍了PCD／PCBN刀具的性能及应用范围和高速切削的理论与发展，通过部分实例证明了PCD／PCBN刀具在高速切削技术应用中的适应性。为PCD／PCBN刀具在未来高速切削中广泛的应用提出了良好的预期。

PCBN刀具崩刃失效机理及改进研究

针对PCBN刀具实际应用中的崩刃情况,通过切削实验并结合多年实践经验,提出了控制切削力和刀尖受力极限以解决崩刃现象。分析了刀片参数和切削参数对切削力和刀尖受力极限的影响因素及变化关系,提出合理的刀片参数具有增强刀尖受力极限和增加切削力的作用,在实际应用中,通过降低切削力和调整参数确保刀尖受力极限超过切削力。研究切削参数对切削温度影响时发现,提高切削温度可软化金属,大幅降低切削力,PCBN刀具更适合高速切削。

PCD刀具参数对精车Ti6Al4V切削性能的影响研究

基于Abaqus有限元仿真软件建立三维车削仿真模型,采用单因素法,研究PCD刀具精车钛合金Ti6Al4V工件时刀具参数对切削力、刀尖温度的影响,并对PCD刀具前角、后角以及刀尖圆弧半径等主要刀具参数进行正交试验,采用灰色关联理论对切削力、刀尖温度进行综合评价,得到优化刀具参数组合为前角γ=12°、后角α=7°和刀尖圆弧半径r=0.6mm。结果表明:用灰色关联理论优化后得到的刀具参数能够有效地降低切削力、切削温度,保证刀具的使用寿命和加工精度,提高加工效率。

聚晶金刚石刀具低温冷却铣削SiC/SiC复合材料磨损试验研究

采用超硬聚晶金刚石(PCD)刀具对SiC/SiC陶瓷基复合材料进行干式和低温液氮冷却铣削试验研究,获得PCD刀具在干式和低温液氮冷却铣削条件下的前刀面和后刀面磨损形貌;分析PCD刀具在干式和低温液氮冷却铣削条件下的主要磨损形式,测得PCD刀具在干式和低温液氮冷却铣削条件下的刀具使用寿命。研究表明:在干式铣削条件下,PCD刀具前刀面的主要磨损形式为刀尖磨钝和崩刃;而在低温液氮冷却铣削条件下,PCD刀具前刀面的主要磨损形式为刀尖磨钝和微剥落;与干式铣削条件相比,PCD刀具在低温液氮冷却铣削条件下寿命提高约71.4%。

PCD和PCBN刀具在日本工业中的应用

本文介绍了日本近年来PCD和PCBN刀具的应用情况和发最趋势。