干式、半干式和低温冷风切削加工技术

在切削过程中，三个变形区的金属产生弹性变形、塑性变形及摩擦变形，切削功率的99．5％均转变为剪切滑移变形(第一变形区)、前刀面摩擦变形(第二变形区)及挤压、过剩变形、后刀面摩擦变形(第三变形区)所耗能量，并在一瞬间转变为热能，出现切屑、刀具切削刃区域及工件表面温升的现象。     

干式冷风切削技术在高效车、铣加工中的应用

1 引言 目前国内外金属切削加工业对于提高切削效率、延长刀具寿命的研究课题主要集中在对刀具材料、刀具结构的研究、刀具几何角度和切削用量的合理选择(特别是高速切削技术的采用)以及刀具表面处理新技术的开发等四个方面.而降低刀具切削温升、减小刀具磨损和切削力,同样是切削过程中必须探讨的重要课题.     

低温冷风切削技术浅谈

金属切削加工是通过刀具和工件的相对运动来完成材料的移除。切削时会产生大量的切削热 ,使刀具、工件甚至机床的温度升高。为了减少刀具磨损、降低加工部位的温升 ,通常使用大量的切削油。但是 ,使用切削油作为冷却润滑剂会造成很多问题。首先是环境问题 :在加工过程中产生的大量油雾、飞溅的油沫以及泄漏的切削油是车间厂房的主要污染源 ;粘附在切屑上的油污很难清除 ,往往随废水排入江河 ,污染环境 ;在切屑回收过程中 ,使用燃烧或化学处理方法清除油污 ,不仅增加了回收成本 ,而且再次污染环境。其次是成本问题 :据日本有关方面统计 ,在金…     

金刚石涂层刀具在干式切削中的性能分析

介绍了干式切削加工技术的优点及发展趋势,分析了干式切削刀具技术及金刚石涂层刀具的性能特点.通过铝硅合金的干式切削试验,研究了金刚石涂层刀具的干式切削加工特性.经试验表明,金刚石涂层刀具正常磨损阶段,工件表面粗糙度非常稳定;刀具损坏以涂层脱落为主,刀具寿命取决于涂层与机体的结合强度;进给量对工件表面粗糙度影响最大,如果进给量合适,可以保证金刚石涂层刀具在高速下具有良好的干式切削性能.     

氮化碳涂层刀具干式切削研究

通过与传统湿式切削加工的对比,介绍了金属干式切削加工的技术优点和发展趋势,分析了氮化碳涂层刀具的特点。通过干式切削淬火钢的试验,分析了涂层刀具干式切削加工的技术特点及刀具的磨损机理。试验表明,氮化碳涂层能够很好地保证干式切削的进行,涂层一旦磨损,刀具很快磨损;切削参数中切削速度对刀具寿命影响最大。     

机械加工面临的挑战

刀具制造商一直面临着新的工件材料的挑战。例如,怎样才能在不降低强度和韧性的情况下减少零件的重量。 主动变化 懂得工件材料的变化如何影响刀具的磨损和怎样将此转化为切削工具的发展方针是很重要的。此外,掌握球墨铸铁,耐热合金,钛合金和铝硅合金等材料所必须的加工技术也是很重要的。 看待加工难点的方法有许多种:其中最实际的观点则出自机床操作者。这种观点把难加工材料定义为用已知参数切削时无法得到满意结果的材料。这种观点,也把每个切削刃不能加工出足够的零件数、不良的表面粗糙度或高加工成本都视为不合格者。 这一广义而实际的观点,突出了用户对涉及现有和新近开发出的工件材料和加工工艺的最新应用信息的需要。它考虑了在金属切削过程中起作用的许多因素的相互依存关系。这些因素包括:     

陶瓷刀具高速干切削等温淬火球铁(ADI)磨损性能研究

采用陶瓷刀具(CC650)对等温淬火球墨铸铁(以下简称AD I)进行干式高速切削试验,用带有X射线能谱分析的扫描电镜观察刀具表面的磨损形貌,并对刀具磨损微区和工件表面成分进行定性分析,用X射线衍射仪对刀具、工件和切屑等试样进行物相分析,研究高速切削时陶瓷刀具磨损性能及磨损机制。结果表明:切削速度是影响刀具寿命的主要因素;CC650刀具高速干切削AD I时形成的刀具主后刀面和前刀面的磨损形态基本类似中、低速条件下磨损形态,主要区别在其磨损区域紧靠切削刃,最大磨损部位位于切削刃附近;CC650刀具高速切削AD I时切削温度高,其磨损是机械磨损与化学磨损综合作用的结果,磨损机制主要包括磨料磨损、扩散磨损、粘结磨损和微崩。     

提高刀具耐用度的一种新途径——切断热电流回路

众所周知,金属切削过程中由于切屑变形和摩擦,使切削区域产生了高温,同时由于刀具和工件材料不同,构成了热电偶的两极而产生热电动势,产生了直流热电流。热电流容易强化刀具工作表面的氧化过程,加速了刀具的磨损。在一定条件下,刀具与机床、工件与机床的接触区中,     

绿色加工中刀具磨损对表面粗糙度影响的研究

在切削镍基高温合金材料过程中,由于不稳定因素造成已加工表面粗糙度很难控制,尤其是刀具磨损直接影响着表面粗糙度。通过对冷风油雾、冷风和常温油雾等不同冷却切削条件下刀具磨损和工件表面粗糙度微观形貌的实验,研究了高速切削镍基高温合金材料时,在不同冷却切削条件下刀具磨损对工件表面粗糙度的影响,揭示了用冷风高速切削提高表面加工质量的规律。     

激光超声复合切削硬质合金的刀具磨损及其对工件表面质量的影响

基于激光加热辅助切削和超声椭圆振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺。采用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具对YG10硬质合金进行了常规切削,超声椭圆振动切削,激光加热辅助切削和激光超声复合切削对比试验。检测了刀具磨损量、刀具磨损形貌、工件表面粗糙度以及工件表面形貌,并通过扫描电镜(SEM)对刀具磨损区域进行了能谱分析,同时研究了激光超声复合切削硬质合金时PCBN刀具的磨损及其对工件表面质量的影响。最后,与常规切削、超声振动切削及激光加热辅助切削进行了对比试验。结果表明:激光超声复合切削时刀具使用寿命显著增加,加工后的工件表面粗糙度平均值分别降低了79%、60%和64%,且工件表面更加平整光滑。激光超声复合切削硬质合金时,PCBN刀具的前刀面磨损表现为平滑且均匀的月牙洼磨损,后刀面磨损表现为较窄的三角形磨损带和较浅的凹坑和划痕;刀具的失效机理主要为黏接磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用。     

金属切削刀具后刀面的切削热研究

在以往的金属切削热研究中,认为刀具后刀面处产生的切削热很小而被忽略。文章应用平面热源法,建立了刀具后刀面与工件摩擦面的切削热模型,推导了该摩擦面的切削热分配和切削温度理论计算公式,对影响后刀面切削热的主要因素进行了分析。研究结果表明,当刀具后刀面磨损带宽度达到一定程度时,则刀具后刀面处产生的切削热不能忽略。     

金属切削液的选用

在金属切削加工过程中,正确地选用金属切削液,不仅可以降低切削温度,减少刀具磨损,延长刀具寿命,而且可以降低加工件表面粗糙度,减少切削功率,降低切削区域的温度。如何正确选用金属切削液达到理想效果,是我们值得更深探讨的问题之一。 金属切削液的使用效果,除了决定于切削液本身的各种性能之外,一般来讲,还应根据工件材质、加工方法和刀具材料等因素综合考虑,合理选用。现分述如下: 1.粗加工切削液的选用 用高速钢刀具进行粗加工时,加工余量和切削量较大,产生大量的切削热,随之也产生较大的摩     

工具钢在超声波振动条件下的切削研究

运用超声波振动驱动PCD刀具对Stavax工具钢进行切削试验,并对比研究普通切削和超声波振动切削的加工工件表面粗糙度和刀具磨损试验结果,获得超声波振动切削时工件表面粗糙度、刀具磨损与加工参数之间的变化规律.     

Inconel 718合金超声振动切削质量与刀具寿命控制研究

超声振动切削UVC是解决难加工材料精细加工问题的理想方法。在对Inconel718合金同时进行UVC和传统车削法CT加工中,研究了切削参数（切削速度、进给量、切削时间）对刀具切削性能的影响。通过对刀具磨损、切屑形态和工件表面粗糙度的研究,发现在进行低速硬态切削时,UVC在切削表面质量和刀具寿命方面均优于传统车削加工。同时随着刀具－工件表面接触率TWCR的降低,刀具磨损和切削力随之降低,而工件表面质量和刀具寿命得到提高。     

亚干式切削机理的探讨

由于环境保护的要求,人们希望实现绿色,少或无切削液加工。文章通过绿色冷风冷却和微量添加剂相结合的亚干式切削方法,对GCr12,Cr12,45钢等几种金属材料进行了切削试验,分析了切削过程中切削力,切削热,刀具磨损等因素的变化,以及该切削方法与其它切削方法的比较,探讨了亚干式切削的可行性。     

PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命

研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。     

涂层刀具推动数控加工发展

高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等新型切削方式对数控刀具提出了更高的要求,刀具涂层技术自问世以来,对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用,涂层刀具已经成为现代刀具的标志。数控机床加工工件时,合理选用刀具材料不仅可以提高刀具切削加工的精度和效率,而且也是对难加工材料进行切削加工的关键措施,可以说在影响金属切削效率的诸多因素中,刀具材料是主要因素,起着决定性作用。     

干式硬态切削不同硬度材料下刀具磨损的预测分析

运用AdvantE dge软件提供的用户自定义Johnson-Cook模型和Usui磨损模型建立不同淬硬状态工件材料模型和刀具模型。对干式硬态车削过程进行有限元分析,得到PCBN刀具切削不同硬度Cr12MoV工件时刀具前刀面切削压力和切削温度,并判断出刀具磨损的变化规律。通过模拟分析得到模拟规律与实验规律基本符合,为工件材料的硬度选取提供合理参考。     

硬态干式切削机理及技术研究综述

介绍了硬态干式切削加工刀具材料的特性，工件材料的特点，淬硬钢切削时切屑形态及其形成机理，表面完整性如白层，残余应力分布和表面粗糙度等与切削参数的关系，讨论了最小量切削润滑液使用的概念和要求，综合国内外的研究进展论述了硬态切削机理和相关技术，有益于加速我国硬态切削的实施。     

干式切削技术发展现状

分析了实现干式切削的条件及对刀具、工件、机床的要求。对于式切削时的冷却、干式切削的应用等进行了综述。