PCD刀具高速铣削TA15钛合金切削力的研究

通过利用回归正交设计和单因素试验设计方案,进行了PCD刀具高速铣削钛合金TA15的切削力试验。对高速加工过程中的动态铣削力进行了频谱分析,分析了高频振动对切削力波形的影响。然后利用单因素试验分析了工件坐标系中三向分力以及刀具坐标系中切向分力随切削用量的变化规律。通过回归正交设计,建立了PCD刀具高速铣削钛合金时切削用量与动态切削力之间的数学模型,并进行了方差分析,验证了模型的可靠度。分析结果为PCD刀具高速铣削钛合金的工艺参数优化及建立高速铣削数据库奠定了基础。

磨PCD刀具陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究

本文研究制备Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3多元系基玻璃料，并配制成低温陶瓷结合剂，研究发现：耐火度为685℃，流动性为110％～130％，线膨胀系数为5．35×10^-6℃^-1的低温陶瓷结合剂具有优异的性能。制备的陶瓷结合剂金刚石砂轮在725℃烧成后，磨具的抗弯强度和洛氏硬度达到最佳值，分别58．61MPa和77．9。用其磨削PCD刀片时锋利性好，磨削中间不需修整，砂轮耐用度高。运用扫描电子显微镜（SEM）分析了陶瓷结合剂金刚石磨具的断面形貌、磨削后磨削面形貌，表明结合剂对磨粒黏结牢固，断面组织均匀。

聚晶金刚石(PCD)刀具发展综述

对聚晶金刚石 (PCD)刀具的发展概况、性能特点、应用范围、制造技术、设计原则。

PCD、PCBN复合片的电火花线切割加工质量

选取几种典型的PCD、PCBN复合片,在慢走丝电火花线切割机床上对其进行了多次加工工艺试验;运用三维表面轮廓仪、超景深三维显微镜对线切割加工后的表面粗糙度、富钴界面层加工质量、刃口加工质量等进行测量。结果表明:超硬颗粒直径大小及含量对加工质量影响较大,PCD、PCBN复合片经多次电火花线切割加工,能够得到较好的加工质量;经WEDM加工后的PCD复合片刃磨量可控制在4～15μm左右,PCBN复合片BNX20刃磨量可控制在10μm以内,而BZN6000则需较大的刃磨量。

金刚石涂层立铣刀与PCD立铣刀切削铝合金性能研究

目的研究金刚石涂层立铣刀和PCD立铣刀切削铝合金时,铝合金表面粗糙度以及刀具的使用寿命。方法通过实验比较1μm、5μm金刚石涂层四刃立铣刀和PCD立铣刀在高速干式切削条件下切削铝合金的性能,并通过走刀距离比较不同状态刀具的使用寿命以及在走刀过程中的粘刀情况,用表面粗糙度测量仪测量加工的铝合金表面粗糙度。结果 1μm、5μm金刚石涂层立铣刀加工铝合金失效距离分别为25 m、75 m,PCD立铣刀加工铝合金96 m后失效;1μm、5μm金刚石涂层立铣刀切削铝合金表面粗糙度平均值分别为1.07μm、1.10μm,PCD立铣刀切削铝合金表面粗糙度平均值为0.80μm。结论 5μm金刚石涂层立铣刀是1μm金刚石涂层立铣刀寿命的5倍,PCD立铣刀使用寿命最长;1μm、5μm金刚石涂层立铣刀切削铝合金表面较PCD立铣刀粗糙,在相同切削环境下切削铝合金时,PCD立铣刀使用寿命较金刚石涂层立铣刀提高,且在抑制粘刀方面效果十分明显。

基于能耗计算的PCD拉丝模压缩角优化设计

分析切割钢丝拉拔过程中压缩变形功、摩擦阻力功及在变径区由于速度突变而消耗的多余变形功,分别推导其相应的功率损耗数学公式,最后得出切割钢丝拉拔过程中总功率损耗表达式。以太阳能硅晶片切割钢丝用PCD拉丝模为例,计算出0.12mm切割钢丝用PCD拉丝模具的最佳压缩半角α=3.675°,及其最小平均拉拔力F=2.49N。

PCD圆锯片锯齿结构参数计算机模拟优化设计

PCD木工圆锯片的锯齿结构参数对切削过程中刀具磨损起决定性作用,它的尺寸变化直接影响加工工件的表面质量及精度。采用有限元的方法对不同结构参数PCD木工刀具圆锯片切割时的受力及变形情况进行了模拟计算分析,发现:其加工中的最大压应力集中在锯齿背部区域、最大拉应力集中在锯齿根部附近区域,最大变形在切削速度方向,其最佳锯齿结构参数为前角γ=15°、后角α=15°。

放电参数对PCD表层材料微观结构影响的实验研究

通过调整电火花成形加工的主要放电参数,对聚晶金刚石(PCD)样品进行放电加工。进而对加工样品进行X射线衍射分析,并在扫描电子显微镜下观察其表层结构。弄清了放电加工后PCD表面变质层的主要成分,分析了变质层产生的原因,总结了脉冲宽度和加工电流对PCD表面变质层深度、表面粗糙度影响的关系曲线。为制定PCD放电加工工艺提供了重要的实验依据。

不同粒度金刚石微粉对PCD微结构与性能的影响

在烧结温度为1550℃、合成压力为5.7±0.1GPa、烧结时间180s时,采用国产六面顶压机进行了微米级聚晶金刚石的合成试验,研究不同粒度(10μm、5μm、2μm,1μm)的金刚石微粉对合成的PCD微结构与性能的影响。分别采用了SME、XRD和Raman对合成的PCD样品的微结构进行表征,并测试其耐磨性和耐热性。结果表明,PCD试样中均形成了D-D结合,且当金刚石原料粒度为2μm时,样品中存在石墨;随着金刚石原料粒度的减小,Co元素的扩散更加均匀,合成PCD样品的磨耗比越小,耐热温度越低。

PCD刀具几何参数对铝合金切削力的影响

研究了不同几何参数的PCD刀具车削铝合金时切削力的变化规律。分别改变刀具的前角、后角和刀尖圆弧半径三个几何参数进行单因素切削试验,通过Kistler测力仪获取三向切削力,通过所获试验数据分析了金属切削过程和PCD刀具几何参数对切削力的影响。

PCD刀具金刚石砂轮刃磨表面质量及其对加工工件表面质量的影响

对树脂结合剂、金属结合剂和陶瓷结合剂金刚石砂轮刃磨PCD刀具的过程特点进行了比较分析,认为陶瓷结合剂金刚石砂轮刃磨PCD刀具可以得到较好的刃磨表面质量且刃磨效率最高;同时对加工工件表面的形成过程进行了分析,认为PCD刀具的后刀面表面质量是最重要的影响因素。

磨PCD刀具用陶瓷结合剂金刚石砂轮的研制

以Li2O-Al2O3-SiO2-B2O3系作为基础玻璃,设计了两种不同化学组成的结合剂(V1和V2)。采用三点弯曲法,考察了两种结合剂试样的抗折强度随烧结温度的变化规律,以及结合剂引入量对含金刚石试样抗折强度的影响;借助XRD衍射分析技术测试了结合剂试样条的物相构成;分别用两种结合剂制作了陶瓷结合剂金刚石砂轮,考察了在不同磨削条件下的磨削效果。实验结果表明:V1结合剂为玻璃质结合剂,V2结合剂为微晶玻璃质结合剂;采用V1结合剂制作的金刚石砂轮比采用V2结合剂制作的金刚石砂轮性能更佳,可用于PCD/PCBN复合片的粗磨加工。

纳米PCD材料合成的技术难点

文章探讨了高温高压法制备纳米PCD材料技术的研究现状及存在的问题,针对纳米金刚石纯化技术、表面净化技术,以及高压烧结中表面石墨化、塑性变形、纳米聚晶形成与再结晶晶粒长大控制等关键技术难点进行分析,期望能为今后纳米PCD材料的应用开发提供理论上的帮助。

PCD拉丝模坯材料微结构对比分析研究

文章对国内外典型PCD拉丝模坯材料进行了SEM观察、EDS能谱分析和XRD物相分析,研究了国内外产品在微观结构和成分上的差距,结合拉丝模实际拉丝效果探讨了其微观结构与性能的关系,并提出为开发国产高档PCD拉丝模坯材料,应注意尽量减小其晶粒尺寸、优化粘结剂组分以及提高粘结剂的分布均匀性。

基于有限元分析的PCD立铣刀铣削紫铜工艺参数研究

作为刀具材料的PCD以其高硬度、高耐磨性、高导热系数、低摩擦系数等优异的特性在有色金属加工中得到广泛应用。应用有限元分析软件ABAQUS,以焊接式PCD双刃立铣刀铣削过程的建模为基础,充分考虑刀具与工件的摩擦及弹塑性变形产生的热量、刀具与工件之间的热传导等因素,研究不同加工工艺参数(如:铣削速度vc、轴向铣削深度ap、每转进给量f)对刀具温度场分布和切削力的影响,得出刀具温度分布和切削力随铣削参数的变化趋势。仿真结果表明:刀具温度随铣削深度、每转进给量和转速增加而上升;但刀具温度对刀具寿命影响较小,在满足工件表面质量和加工效率的条件下,应尽量选择低转速、小铣削深度和小进给量。铣削深度对切削力的影响较大,当铣削转速在2400r/min^2800 r/min左右时,轴向铣削深度0.3mm,进给量0.2mm/r,可获得小的铣削力和较低的刀具温度,能延长PCD刀具寿命。

加工复合地板耐磨层时PCD刀具切削参数的研究

切削参数是影响PCD刀具切削性能的主要因素。本文采用。ElementSix公司的SYNDITECTH025型聚晶金刚石(PCD)复合片制成强化复合地板用切削刀具,进行了一系列加工强化复合地板耐磨层的切削实验。通过实验研究了切削参数对刀具切削力的影响,得出了切削力随切削参数的变化规律,指出随着切削深度的增加,PCD刀具切削力增加;进给速度的增加使切削力增加;切削速度的增加将会使切削力降低。同时,分析了切削参数对刀具磨损、工件加工质量以及加工效率的影响。最后,本文总结了采用PCD刀具加工强化复合地板时加工参数的选择原则,认为当n=6000r/min、f=10000mm/min能够实现较高的加工效率,并保证工件的加工质量。

基于专利分析的PCD超硬刀具发展态势研究

聚晶金刚石(PCD)超硬刀具因具备优异的力学、光学、电学、热学、声学和生物学等特性,在超硬刀具领域占据尤为重要的地位。基于德温特专利数据库,利用ITGInsight文献分析工具,依次对全球范围内的PCD超硬刀具相关专利进行了总体态势分析、区域布局分析、主要专利权人实力分析、研究热点分析以及核心专利识别。重点对PCD超硬刀具领域的研究热点进行了分析,包括技术主题分布、技术主题演化及基于技术主题的专利权人聚类分析。最后,以受到多地域保护或涉及到专利诉讼的专利作为依据,筛选出主要的核心专利并对其进行解读。研究表明,PCD超硬刀具相关技术已走向成熟,虽然中国的专利受理量最多,但美国史密斯公司、美国贝克休斯公司、美国合成公司以及卢森堡元素六集团等国外企业的巨头地位仍未被动摇,而这些巨头关注的技术方向也有所不同。

PCD复合片热稳定性的灰色关联分析

对三种聚晶金刚石复合片在空气中进行了差热(DTA)和热重(TG)曲线的分析,并采用扫描电镜对高频感应加热的复合片进行了形貌观察。继而结合聚晶金刚石的DTA曲线和SEM照片,确定以DTA曲线的起始氧化温度作为其热穗定性的表征温度。进而基于灰色系统理论,采用灰色关联分析的量化评定方法对影响其热稳定性的两种内在因素进行分析,得出灰关联序,即各因素对热稳定性影响大小的排列顺序。结果表明:粘结剂钴含量要比金刚石原始粒度对复合片热稳定性的影响大。

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。

电极在PCD刀具电火花放电加工中的影响分析

电极是完成工件电火花放电加工必不可少的工具之一,并起着比较重要的作用,影响着放电加工的效率以及工件的加工表面质量。以试验测试和材料学分析为主,以变质层厚度、加工工件表面粗糙度值为评价指标,采用铜电极和石墨电极分别对PCD刀具试样进行电火花放电加工,后对PCD刀具试样刃口表面进行x射线衍射分析,并在扫描电子显微镜下观察其表层结构,用粗糙度仪测试放电加工前后试样表面粗糙度值;统计分析不同电极材料在典型的电火花放电加工工艺条件下,PCD刀具试样表层变质层的厚度以及结构分布、表面粗糙度值,总结电极材料对PCD刀具电火花放电加工的影响,为深入研究精密、高效放电加工PCD刀具的机理提供了重要的实验依据。