基于小波变换切削力信号监控PCBN刀具破损的研究

阐述了小波分析及小波去噪的基本理论，针对傅氏变换和短时傅氏变换的缺点，提出了基于小波变换的切削力信号分析方法。小波多分辨分析能够实现PCBN刀具切削力信号的任意精度与尺度的时一频域分解，从而判断PCBN刀具的切削状态，根据切削力信号的不同特征及时调整切削参数，减少刀具破损的发生，并能够揭示典型切削力信号的分布特征。     

基于小波分析的切削力信号奇异性检测

利用小波变换模的极大值和信号奇异点的关系,分析了用Lip指数来描述的切削力信号局部奇异性.通过观察奇异点的位置等信息得到切削刀具的磨损情况.通过对实际刀具磨损的在线监测数据分析,证明了采用小波变换检测刀具磨损这一方法的有效性.     

CBN刀具材料的发展及其切削性能研究进展

主要介绍了多晶CBN(PCBN)材料的发展现状和前景以及作为刀具材料的机械性能和切削性能,包括PCBN材料的硬度和横向断裂强度,以及在切削加工中的刀具磨损、切削力和加工工件表面粗糙度。研究发现,切削速度对PCBN刀具切削加工性能的影响较大,其次是刀尖钝圆半径。新型无结合剂PCBN刀具材料的切削性能优于含结合剂的普通PCBN,其切削过程受工艺参数影响较小,刀具磨损和切削力也相对较小,从而能够得到精度更高的加工表面。此外,对PCBN刀具在黑色金属超精密加工中的已有研究结果及发展方向进行了分析。     

PCBN刀具切削GCr15淬硬轴承钢的研究

通过切削实验，研究了PCBN刀具精密切削淬硬GCr15轴承钢时切削力的特征、锯齿切屑的形态和刀具的员特征，又从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层的白层现象和残余应力的分布方面深入研究了PCBN刀具精密切削淬硬轴承钢的适应性，实验结果表明，PCBN刀具应用于GCr15轴承钢的精密切削是可行的。     

用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢

通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑形态、刀具磨损特性等切削性能 ,并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象、残余应力分布等方面研究了PCBN刀具精密切削淬硬轴承钢的加工表面质量     

淬硬钢GCr15高速切削仿真对比分析

针对淬硬钢GCr15难切削问题,应用专业仿真切削软件对比模拟分析了PCBN和Al2O3(3Y)两种刀具二维切削状态下的切削性能。在相同的刀具几何参数和干式切削加工条件下,两种刀具的X向切削力基本相同,Al2O3(3Y)刀具的Y向切削力较大,切削力波动情况明显大于PCBN刀具,刀头等效应力最大值分布范围较大,且主要集中在刀具的后刀面靠近主切削刃处。Al2O3(3Y)刀具切削温度明显高于PCBN刀具,高温分布区域较大且主要集中在前刀面靠近切削刃处。研究结果表明,PCBN刀具与Al2O3(3Y)刀具相比,更适合淬硬轴承钢GCr15的干式切削加工。     

铣削等温淬火球墨铸铁的切削力及刀具磨损研究

对PCBN刀具在干切削状态下铣削ADI的切削力和刀具磨损进行了试验研究。分析了切削速度分别为40、80、120、160、200 m/min条件下的切削力和不同行程下刀具后刀面磨损量的变化规律。结果表明PCBN切削ADI材料的最佳切削速度在80 m/min~160 m/min之间。     

刀具磨损的小波检测

通过建立刀具磨损时的切削力信号奇异性指数与刀具磨损状态的对应关系 ,利用小波变换对切削力信号进行分析 ,实现了对刀具磨损的间接测量     

PCBN刀具高速切削镍基高温合金切削力及刀具磨损试验研究

高速切削加工过程中切削参数的选择对刀具切削性能具有较大的影响。镍基高温合金因在高温条件下仍具有较高的抗疲劳强度、屈服强度、抗拉强度等特点,被广泛应用于航空航天、船舶、核电等行业。但是镍基高温合金的切削加工性能差,主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损现象严重等方面。本文从切削速度、进给量、切削深度等切削参数对切削力的影响进行研究,同时对PCBN刀具磨损形貌进行分析。采用PCBN刀具进行高温合金车削试验,得到PCBN刀具切削高温合金GH4169时切削参数对切削力的影响规律,并探讨不同刀具磨损形貌产生的原因,为高温合金高速切削加工参数制定及工艺优化提供一定参考。     

基于正交试验的PCBN刀具断续切削力研究

选用DBW85、DBC50两种牌号的PCBN复合片刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁(ADI),基于正交试验测定了相同几何参数下的切削力,研究切削参数对不同PCBN刀具切削力的影响规律.分析结果表明:使用DBW85断续切削ADI时,宜选择较小的切削深度,切削速度和进给量可适当偏高;使用DBC50断续切削ADI时,切削用量...     

PCBN刀具切削堆焊钴基合金的试验研究

采用PCBN刀具对堆焊钴基高温合金层进行切削试验,研究不同的切削用量和刀尖圆弧半径对表面粗糙度和切削力的影响规律,并采用离差分析法对其影响程度进行评估。试验结果及分析表明:切削加工堆焊钴基合金时,切削力和表面粗糙度的部分变化规律有别于传统切削理论,这是因为钴基堆焊合金特有的物理机械性能、堆焊层组织状态、PCBN刀具的性能特点及所选取的几何参数使切削区域材料性能变化和刀具磨损特征不同于传统切削理论所致。试验获得的表面粗糙度值较小,符合以车代磨的加工工艺要求。由离差分析结果可知,进给量对表面粗糙度、主切削力和背向力影响最大,背吃刀量对进给力的影响最大。     

PCBN刀具切削轴承钢时切削速度的研究

通过对PCBN刀具切削GCr15轴承钢时切屑形态、切削力、切削温度和表面粗糙度的试验研究,得到了切削速度对上述各量的影响规律.结果表明,切削速度对切削温度、切削力和表面粗糙度的影响存在一个临界值,采用临界切削速度进行切削,有利于提高经济效益.     

PCBN刀具断续干式切削淬硬钢Cr12MoV切削力研究

基于正交试验设计,使用PCBN刀具进行断续干式车削淬硬工具钢Cr12MoV试验,测得在不同切削参数下的切削力.运用极差分析与方差分析方法,研究各切削参数对断续切削时瞬态冲击力与准静态切削力的影响.应用SPSS软件对准静态切削力进行分析,得出准静态切削力的经验公式.研究结果表明：断续切削方式下,在切削参数中,背吃刀量对瞬态冲击力有显著影响,切削速度和背吃刀量均对准静态切削力影响较大;经验公式对准静态切削力的预测平均误差约为6.3％.     

刃口钝化对PCBN刀具切削性能影响的研究

通过PCBN刀具断续切削等温淬火球墨铸铁(ADI)的试验,分析了刃口钝圆半径对PCBN刀具切削力和刀具寿命的影响.试验结果表明:准静态力与断续冲击力随钝圆半径的增大呈先增大后减小的趋势;断续冲击力与准静态力的差值称之为冲击力,它真实地反映了断续切削时刀具所受冲击大小,径向冲击力随钝圆半径的增大呈先减小后增大的趋势;刀具...     

陶瓷刀具和PCBN刀具磨损形态的研究

对陶瓷刀具(CC650)和PCBN刀具(CB20)精车淬硬GCr15轴承钢时的刀具磨损形态及性能进行了对比试验；结合扫描电镜对刀具的磨损形态作观察；分析了刀具磨损特征及磨损机理。结果表明：刀具损坏的形态主要为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃及破损等；陶瓷刀具和PCBN刀具的前后刀面磨损形态不同于典型的磨损形态，陶瓷刀具主后刀面的磨损量要比PCBN刀具的磨损量小。但两种刀具均适合于淬硬钢的精加工工序。     

PCBN刀具的合理使用及磨损对策

介绍了PCBN刀具适用的加工材料以及刀具几何参数、切削用量、刀片牌号的合理选择方法 ,针对PCBN刀具在实际加工中的常见磨损、破损形式提出了具体改善措施     

PCBN刀具高速切削抗氢钢HR-2的性能研究

采用不同CBN含量和晶粒结构的PCBN刀具,在不同切削速度下进行了HR-2抗氢钢的高速精密切削试验。通过对PCBN刀具前、后刀面的显微形貌特征进行观测,分析了刀具的失效磨损机理,研究了不同CBN含量及不同切削速度对刀具使用寿命的影响。对刀具磨损的测量结果表明,PCBN刀具高速切削HR-2时,CBN含量高的刀具显示出更长的使用寿命,且在130-200m/min区间为最佳切削速度区域。SEM和EDS分析结果表明,高速精密切削HR-2的磨损机理为氧化磨损、扩散磨损、粘结磨损,同时存在磨粒磨损以及引起的微崩刃现象。