铣削碳纤维复合材料刀具磨损试验研究

采用未涂层和CVD金刚石薄膜涂层两种硬质合金铣刀,对碳纤维复合材料进行铣削试验,使用3D激光扫描镜对刀具磨损形貌和磨损量进行测量,分析了刀具的磨损机理和切削用量对刀具磨损的影响。试验结果表明：后刀面磨损是两种刀具的主要磨损形式,磨损机理为磨料磨损,未涂层硬质合金铣刀同时存在着刀具破损现象;切削速率和背吃刀量对刀具后刀面的磨损影响较为显著;未涂层与CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀相比较,后刀面的磨损量保持在2．3—3．8倍之间,从刀具的耐磨性考虑,CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀可以用于碳纤维复合材料的生产加工。     

钛合金铣削加工电磁强化刀具耐用度研究

针对钛合金飞机结构件难加工特性导致刀具磨损、破损严重的问题,本文研究了电磁强化技术对钛合金铣削加工硬质合金刀具耐用度的影响,通过进行电磁强化可转位刀片铣削加工钛合金槽腔的试验,采集加工过程的切削弯矩数据,观测刀具磨损形貌,绘制了刀具磨损曲线,建立了切削弯矩与切削时间的映射关系。对未电磁强化和电磁强化刀具的耐用度进行对比分析,结果表明:电磁强化处理提高了刀具耐磨性,但是对刀具寿命的作用受刀具结构和切削工况的影响,当硬质合金刀具以稳定磨损为主要失效形式时,电磁强化刀具耐用度提高;当破损为主要失效形式时,电磁强化处理刀具的耐用度变化不大。     

PCBN端铣刀精铣淬火钢时刀具合理几何参数的选择

通过铣削试验研究了PCBN端铣刀精密铣削淬火钢时刀具几何参数的选择,根据刀具最大耐用度原则确定了合理的刀具几何参数,并结合铣削力试验结果从理论上探讨了刀具几何参数对其耐用度的影响机理。     

铣削方式对高速铣削TC4钛合金刀具磨损的影响

为研究高速铣削TC4钛合金时不同铣削方式对刀具磨损的影响,在铣削速度为200m/min时采用硬质合金刀具对工件分别进行顺铣、逆铣和交替铣的切削试验。分析了不同铣削方式下刀具磨损的特点和形貌,并对刀具耐用度进行了对比。结果表明:在此铣削速度下,硬质合金刀具在不同铣削方式下的磨损特征主要表现为前刀面刃口处的塌陷及后刀面的沟槽磨损。刀具耐用度在顺铣方式下较好,交替铣、逆铣时的刀具耐用度则大大低于顺铣,且交替铣比逆铣刀具耐用度稍好。     

硬质合金刀具切削Ti6Al4V的磨损机理及特征

为研究硬质合金刀具在不同切削速度下切削钛合金时,刀具材料中的合金成分对刀具磨损机理及特征的影响,采用YG8、YT15和YW2三种牌号的硬质合金刀具进行干切削Ti6Al4V试验。研究切削速度分别为48 m/min、71 m/min、100 m/min时,三种硬质合金刀具的磨损形貌与磨损机理,分析在低、中、高速切削时三种刀具的磨损机理对其磨损速度的影响。结果表明:低速切削时三种刀具均以黏结磨损为主;高速切削时YG8刀具仍以黏结磨损为主,YT15刀具在发生黏结磨损的同时会产生一定程度的扩散磨损和氧化磨损,YW2刀具的磨损中黏结磨损、扩散磨损和氧化磨损占据同样地位;高速切削时选用YW类刀具更为适合。     

双副刃端面铣刀的设计与制造

针对强力铣削高锰钢、淬火钢、高合金钢等难加工材料时，刀具易产生崩刃、破裂、撕裂等非正常磨损现象，对端面铣刀进行了参数优化设计和结构设计，特别是采用了刀齿双副刃结构，使铣刀增加了强度，减少了崩刃，降低了磨损，铣刀耐用度提高了1．5倍。     

陶瓷铣刀干切削高强度钢的T-(v,fz)关系及磨损机理

应用复合Si3N4陶瓷铣刀对某牌号高强度钢进行了干铣削试验。分别研究了切削速度和单齿进给量对刀具耐用度的影响规律，给出了刀具的主要磨破损形式，通过能谱分析研究了陶瓷刀具的磨损机理。结果表明，在切削速度为118～186m／min的试验条件下，陶瓷铣刀的最高耐用度为55min；前刀面上月牙洼磨损严重并导致切削刃的微小崩刃；前后刀面的磨损区均增加了大量的Cr、Mn元素，前刀面的月牙洼底部还含有较多Ni元素。     

钛合金高速铣刀的开发及试验研究

使用钛合金铣刀在120m/min线速度下进行高速铣削试验,对前、后刀面的磨损进行电镜与能谱分析,发现刀具磨损主要包括磨料磨损、粘接磨损和扩散磨损三种类型。以磨损机理为导向,通过刀具几何结构的设计、刀具基材和涂层的优化,开发了新的钛合金高速铣刀。对钛合金TC4进行高速铣削试验,将开发的钛合金高速铣刀与国外先进的高速铣刀进行对比试验。结果表明:开发的钛合金高速铣刀切削速度可达100-120m/min,并且加工稳定;三向切削力均值和波动幅度均小于国外品牌铣刀,切削更轻快;端铣或侧铣时,刀具磨损均小于国外品牌铣刀,刀具耐用度更高。     

基于声发射技术监测刀具磨损的研究

刀具磨损的研究方法很多,本文针对近些年发展的声发射技术(AE)在监测刀具磨损上的应用,采用理论分析和现场试验的方法进行可行性分析和验证,结果表明:在考察的几个影响声发射信号强度的因素之中,刀具主切削刃后刀面磨损量对其影响最为显著,这为利用AE技术研究刀具磨损提供了可行性依据;通过对铣刀AE信号进行时域振铃分析,清晰再现了刀具在不同时刻的磨损情况。     

超声振动铣削碳纤维复合材料刀具磨损研究

采用超声振动铣削和普通铣削对硬质合金铣刀铣削碳纤维复合材料进行试验研究。试验结果表明,在两种加工方式下,刀具的磨损形式主要是后刀面磨损、前刀面磨损和刀刃的破损,其中后刀面的磨粒磨损最严重,前刀面的粘着磨损较弱,当进给量加大或者是主轴转速过高时,很容易发生崩刃。超声振动条件下,刀具的后刀面磨损和前刀面磨损均较弱,且呈现一定的规律性,刀具的耐用度高,相对于普通切削更适合于复合材料的加工。