耐热钢加工铣刀片粘结破损目标函数的研究

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,以最小粘结破损为目标,进行铣刀片槽型优化目标函数的研究。在已建立的三维复杂槽型铣刀片受热密度函数的基础上,进行铣刀片不同切削参数下的温度场有限元分析,应用模糊数学理论对温度场进行模糊综合评判,建立温度场模糊评判结果与粘结破损切削参数之间的目标函数关系,从而进行目标函数的槽型优化设计。上述研究成果为铣刀片的开发及解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题的研究打下理论基础。     

三维复杂槽型铣刀片切削温度与粘接破损研究

通过对难加工材料3Cr1Mo1/4V钢面铣加工的试验研究得出，在相同的切削条件下，波形刃铣刀片和大前角铣刀片的切削温度明显低于平前刀面铣刀片，抗粘结破损的能力较高：并证明切削速度越低、进给量越大，刀具的粘接破损越严重，最后给出了切削温度与前刀面最大粘结破损深度之间的重化关系，定性分析了切削温度对刀具粘结破损的影响规律。     

波形刃铣刀片粘结破损试验分析

对波形刃铣刀片切削时粘结的产生过程进行高速摄影。利用扫描电镜观察刀片破损形貌,发现刀片断口处材料严重剥落。对刀片破损断口进行能谱分析,证实刀片与粘屑相互粘结有对方材料元素。结合理论分析得出粘结破损受切削用量和工件材料的影响关系,为粘结破损判据及三维复杂槽型优化重构提供理论依据。     

三维复杂槽型铣刀片粘结破损实验与槽型优选的研究

针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,通过对耐热钢的面铣加工进行刀片粘结破损实验及槽型优选研究。首先,进行铣刀片三维温度场有限元分析,预测出波形刃铣刀片的抗粘结破损性能优良;其次,通过对温度场的模糊综合评判,预测了波形刃铣刀片的优越性能;最后,通过对难加工材料3Cr-1Mo-1/4V钢的面铣加工的实验研究,揭示了刀具粘结破损的实质,建立了铣削温度与前刀面最大粘结破损深度之间的数学模型,分析了铣削温度对刀具粘结破损的影响规律,并证明了波形刃铣刀片切削性能的优越性。     

基于应力场分析的铣刀片冲击破损目标函数研究

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,以最小冲击破损为目标,进行铣刀片槽型优化目标函数的研究。在已建立的三维复杂槽型铣刀片受力密度函数的基础上,进行铣刀片不同切削参数下的应力场有限元分析,应用模糊数学理论对应力场进行模糊综合评判,建立应力场模糊评判结果与冲击破损切削参数之间的目标函数关系,从而进行目标函数的槽型优化设计。本研究为铣刀片的开发及解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题打下理论基础。     

大前角硬质合金铣刀片

<正> 在各种金属切削加工中,正前角刀片越来越多地得到使用。在硬质合金铣刀方面,过去为了达到最大的强度,一直采用负前角切削刃,而现在已逐步采用正前角切削刃。几年前,人们还普遍认为采用大正前角铣刀加工是不现实的(除加工铝材料之外)。然而.就在四年前,Bill Mundy领导的设计小组已开始宣传采用正前角铣刀这种概念的优点。当时,大的正前角刀片在     

加工碳素结构钢的三维复杂槽型铣刀片冲击破损实验研究

文中针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,通过对碳素结构45钢的面铣加工进行了刀片冲击破损的实验研究。首先进行铣刀片三维应力场有限元分析及模糊综合评判,预测出波形刃铣刀片的抗冲击破损性能优良：其次,通过试验揭示不同铣刀片冲击破损失效形式的差异;通过大量、系统的冲击破损试验,建立冲击破损寿命累积分布函数数学模型,证明波形刃铣刀片的抗冲击破损性能优良。上述研究成果为解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优选技术的研究提供了理论与试验基础。     

高强度钢加工不同槽型铣刀片冲击破损实验研究

采用几种适合加工高强度钢的不同槽型铣刀片,通过对大型化工设备热壁加氢反应器的主体件——筒节材料3Cr-1Mo-1/4V(2.25Cr-1Mo-1/4V)钢的面铣加工,进行铣刀片冲击破损的实验研究。首先,采用正交试验设计法,进行几种不同槽型铣刀片加工高强度钢试验,通过试验揭示不同铣刀片冲击破损失效形式的差异;其次,在大量、系统的冲击破损试验基础上,采用数理统计的方法建立冲击破损寿命累积分布函数数学模型;进行冲击破损平均寿命比较,从而对不同槽型铣刀片进行优选。研究成果为实际生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优选技术的研究打下理论与试验基础。     

硬质合金刀具热破损机制的模拟性研究

利用强激光模拟实验,对硬质合金刀具在端铣过程中的温度变化规律进行了模拟。扫描电镜分析结果显示,热源的热冲击会产生以热源为中心的径向裂纹。实验中发现,裂纹萌生寿命,每一次冲击所引起的裂纹长度的增加量,以及裂纹总量的增加都具有相当大的随机性。刀具中原有缺陷的随机性秒同区域微观性能的随机性是引起热裂纹萌生和扩展随机性的主要原因。有限元法分析的结果表明,在最高温度为1000℃时,最大热拉应力小于材料的抗拉强度,而最大热剪力应较大,因此,最大剪应力理论可作为刀具热裂的判据。     

三维复杂槽型铣刀片耦合场的数值模拟

为研究三维复杂槽型铣刀片的切削性能和失效机理,运用数值模拟技术对三维复杂槽型铣刀片和平前刀面铣刀片进行了热应力场、热应力与机械应力的耦合场分析。通过有限元分析,得到了两种铣刀片的应力集中区和危险区,经与试验结果对比,证明了有限元分析结果的正确性,说明三维槽型铣刀片具有优于平前刀面铣刀片的切削性能,从而预测在铣刀片上开出合理的槽型能有效地改善切削性能。     

铣刀片力-热耦合物理场有限元分析与模糊综合评判

为获得切削性能更优良的可转位铣刀片槽型,从而改善铣刀片的力-热耦合综合物理场,进行了铣削温度试验和铣削力试验,以铣削时刀片的装夹状况和试验所获得的数据为边界条件,对带有三维槽型的波形刃铣刀片和平刀片分别进行了力-热耦合物理场有限元分析.基于模糊数学理论,建立了铣刀片耦合场的模糊综合评判模型,对两种铣刀片的力-热耦合物理场进行了模糊综合评判.结果表明,优化铣刀片前刀面的槽型可明显改善切削性能.     

硬质合金刀具铣削30CrNi3MoV高强度钢的切削性能研究

30CrNi3MoV高强度钢是某兵器型号专用的难加工材料。本文在分析材料铣削特性的基础上,选择了合理的铣刀盘和铣刀片的几何参数,通过刀具磨损与耐用度对比试验优选出了最佳的硬质合金刀具牌号,并给出了铣削过程中硬质合金铣刀片的典型磨破损形态。研究结果表明:添加钽、铌的硬质合金是解决30CrNi3MoV高强度钢铣削工艺理想的刀具材料,在92m/min~186m/min的铣削速度范围内,刀具耐用度可达10min~49min;由于材料切削温度高和机械冲击严重,铣刀片的磨破损形态主要表现为后刀面上狭长的热磨损带,倒棱上长方形的磨损坑,前刀面上扇形剥落和刀尖处三角形崩碎破损等。     

硬质合金与钢摩擦时金属元素迁移的研究

研究了硬质合金与钢摩擦时金属元素的迁移行为,试验结果表明,在摩擦中施加含三乙醇胺润滑剂和干摩擦相比较,钨,钛,铁等金属元素的迁移率明显降低,而钴元素的迁移率却变化很小,分析原因是由于三乙醇胺会使硬质合金中的钴元素浸出所致。     

WC-Ni硬质合金密封圈损伤失效研究

某核主泵采用的WC-Ni硬质合金O形密封圈在运行一段时间后,密封圈端面出现较多的裂纹。为研究密封圈端面损伤失效原因,对密封圈损伤区进行微观形貌分析、白光干涉测试分析、损伤区化学成分分析和表面残余应力测试,讨论WC-Ni硬质合金密封圈表面出现的损伤特征,并对其服役安全性进行评估。结果表明:裂纹源多在密封圈槽堰区和坝区的交界处产生,裂纹多数分布在坝区,坝区损伤程度相比槽堰区较大;裂纹区存在氧化现象,但氧化程度比较轻微,氧化产物主要为W的氧化物;裂纹的产生主要是由密封圈槽堰区和坝区之间较大的应力差导致的,但裂纹体积较小,损伤轻微,短期内不会对整体机械密封装备造成重要影响。     

硬质合金刀具车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的试验研究

使用硬质合金刀具YW2进行Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的干车削试验。分析了切削速度对车削力及表面粗糙度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌。研究结果表明:使用硬质合金刀具YW2干车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢时,在小进给量和小背吃刀量切削的条件下,车削三向力的大小顺序为:径向力轴向力切向力;受积屑瘤的影响,表面粗糙度呈现出随车削速度的变化先减小后增大的变化趋势;硬质合金刀具后刀面磨损较轻微,而沿刀尖周围出现了较严重的粘结现象,前刀面上出现了较严重的划痕现象,低速时,前刀面还出现了贝壳状的剥落现象。     

细晶粒硬质合金刀具铣削钛合金损坏机理的研究

基于用Y330细晶粒硬质合金刀具高速铣削Ti6Al4V钛合金的试验,分析了刀具的损坏形态和失效机理。结果表明,在给定的切削条件下,刀具的损坏形态以崩刃和灼烧为主,同时伴有表面材料扩散。据此提出了延长刀具寿命、提高加工效率的途径。     

PCD刀具铣削YG15硬质合金的试验研究

为了研究硬质合金切削加工性能,使用PCD刀具进行了单因素铣削试验,测量了切削力和加工表面粗糙度,观察了加工表面形貌和刀具磨损.结果 表明:切削力和表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大逐渐上升,随主轴转速的变大略微下降,获得最小表面粗糙度为0.029μm.由于硬质颗粒的拔出、断裂以及粘结相的剥落等原因,导致加工表面上形...     

冷等静压工艺对纳米WC-8Co硬质合金性能的研究

以纳米WC-8Co粉末和VC、Cr3C2、TaC晶粒长大抑制剂作为YG8硬质合金原料,采用金属模压预成型+冷等静压处理获得压坯,后经真空烧结制备WC-8Co硬质合金.研究冷等静压工艺对硬质合金收缩率、致密度、硬度的影响,结果表明经冷等静压处理的生坯烧结后的硬质合金具有低收缩率、高致密度和硬度的特点.