淬硬钢的高速、高精度硬切削

聚晶立方氧化硼(PCBN)刀具代替磨削刀具使用于硬加工,但是由于加工过程中安全性的缺点到目前尚不能用于淬硬钢的高速和高精度加工。现在新开发的刀刃材料和变化的进给速度新工艺使这类刀具的应用成为可能。     

淬硬钢的高速切削加工

淬硬钢以其优良的使用性能在模具行业中占着非常重要的地位，随着高速加工中心在我国的应用的增加，高速加工已成为淬硬钢管等高硬度材料切削加工的主要手段。本文首先介绍了淬硬钢高速加工的概况，针对使用涂层刀具淬硬钢时出现的具体问题，结合实际研究分析了切削刀具，加工工艺参数和走刀方式等对加工过程的影响，并提出一些实际加工中应注意的问题，改善加工条件和提高加工质量的方法。     

高速铣削淬硬钢刀具磨损机理的研究

通过工具显微镜、扫描电镜以及能谱分析的方法对K30刀具高速铣削淬硬钢的磨损形态和磨损机理做了研究,从试验结果看出由于粘结磨损、磨料磨损、扩散磨损以及其他磨损等原因使得硬质合金刀具高速铣削淬硬钢时刀具的磨损主要发生在刀具的后刀面,主要的磨损形态是片状剥落、微崩刃以及边界磨损等,前刀面的磨损和常规切削下磨损形态不一样,主要集中在刀刃处,距离刀刃一段距离有较小剥落现象出现.     

淬硬钢高速切削加工技术研究

淬硬钢高速铣削加工具有传统加工无可比拟的优势,是淬硬钢加工的发展方向.从切削刀柄和刀具、加工工艺、数控编程等方面阐述了淬硬模具钢高速加工的技术特点.     

铣削条件对高速铣削淬硬钢TiAlN涂层刀具磨损的影响

针对硬度分别为50 HRC和60 HRC的Cr12MoV淬硬钢材料,采用TiAlN涂层刀具进行了高速铣削试验,重点研究了铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式等铣削条件对刀具磨损的影响.结果表明:高速铣削淬硬钢时,导致刀具失效的典型形式是后刀面磨损;铣削方式、刀具螺旋角以及润滑方式对刀具磨损的影响是不同的;材料硬度50 HRC时,刀具螺旋角是刀具磨损的主要影响因素;材料硬度60 HRC时,润滑方式是刀具磨损的主要影响因素.     

陶瓷刀具干切削淬硬钢的研究

通过采用陶瓷刀具对８６ＣｒＭｏＶ７淬火态轧辊钢进行干切削试验,分析了干切削淬硬钢的特点,研究了陶瓷刀具材料及刀具几何参数的优选、刀具磨损特性及Ｔ┐Ｖ规律、加工表面粗糙度等,得出了对实际加工具有指导和参考作用的结论。     

高速切削淬硬模具钢切屑形成机理的试验研究

对淬硬到60HRC的冷作模具钢Cr12MoV进行高速车削试验研究,分析了切削用量对切屑形成的影响规律。试验发现在中低切削速度时出现锯齿型切屑,但是在高切削速度下却出现带状切屑这种反常现象。同时切削速度对切屑变形系数的影响与传统金属切削理论相反。另外,经分析认为高硬度材料在高速切削时切屑形成主要由切削过程中的绝热剪切和金属热软化以及材料热导率变化共同作用的结果。     

高速切削淬硬钢的研究进展

回顾了近lO年来高速切削淬硬钢中切屑变形杌理、刀具及磨损、切削力、切削温度以及表面质量的研究进展.指出了高速切削淬硬钢技术研究的不足,并讨论了其蒋来的研究趋势.     

高速切削淬硬钢的研究进展

回顾了近10年来高速切削淬硬钢中切屑变形机理、刀具及磨损、切削力、切削温度以及表面质量的研究进展。指出了高速切削淬硬钢技术研究的不足,并讨论了其将来的研究趋势。     

高速切削淬硬模具钢切屑形态的试验研究

通过PCBN刀具对淬硬模具钢Cr12MoV进行了高速切削试验,对不同切削速度下的切屑形态进行了宏观和微观分析。     

干式冷风车削不锈钢的高速钢刀具磨损试验

采用低温冷风射流技术,对高速钢刀具加工不锈钢工件的磨损情况进行了试验研究.加工时采用低温冷风射流空气代替传统的切削液,不仅起到有效的冷却和润滑作用,而且能够避免环境污染,通过于式常温切削和干式冷风切削1Cr18Ni9Ti的不锈钢的对比实验,探讨了干式低温冷风切削对高速钢刀具寿命的影响,并且发现了在冷风切削作用下积屑瘤生成的新特点.文章为推广这种切削方式提供了依据.     

液氮低温切削钛合金实验研究

针对钛合金难加工特点,将液氮作为冷却介质直接喷向切削区进行钛合金TC4低温车削加工,测量其切削力、表面粗糙度和刀具磨损,并与干切削在相同实验条件下对比,分析低温切削对钛合金的影响。实验结果表明:低温切削钛合金,主切削力有所增大,但进给方向力减小,刀具磨损状况与表面质量得到改善,断屑相对容易。     

TP1000涂层刀具车削淬硬钢的磨损与破损形态

用TP1000涂层刀具对淬硬45钢和淬硬T10A钢进行了正交车削实验,并进行了相应的扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,切削淬硬45钢时,涂层刀具发生了磨损和破损,磨损机理主要是磨料磨损和氧化磨损,破损机理主要是涂层剥落。切削淬硬T10A钢时,涂层刀具主要发生破损,破损机理主要是涂层开裂、剥落和崩刃。     

高速切削刀具磨损的有限元分析

采用DEFORM-3D软件,通过在不同速度下切削45钢的有限元模拟,得到了切削速度对刀具磨损的影响规律以及与切削温度之间的关系,为研究刀具磨损机理、合理选用切削加工速度提供了参考依据。     

内冷刀具低温微量润滑切削试验

低温微量润滑切削是一种新型的绿色切削技术。利用自行设计的内冷结构刀具进行低温微量润滑切削试验。将切削后试件的表面粗糙度、切屑形态及刀具耐用度与普通刀具的干切削、湿切削的相关试验数据进行对比和分析。试验结果表明,内冷刀具适用于低温冷风切削方式,在降低表面粗糙度,改善其断屑性能,有效提高刀具的耐用度等方面有一定的优势。     

高速铣削淬硬钢时切削载荷平稳化研究

和传统的铣削加工相比,高速铣削淬硬钢更需要稳定的切削载荷,以尽可能减少刀具碎裂和过度磨损。本研究借助三向压电石英测力仪,使用TiAlN涂层球形端铣刀,在13500 r/min的转速下,对淬火45#钢(47HRC~48HRC)进行了高速铣削试验,建立了高速铣削下的多项式切削力试验模型,模拟了以恒定切削力为目标、优化进给率的加工实例。结果显示,稳定的切削载荷能有效地提高加工效率,避免刀具剧烈磨损。     

渐变强化刃刀具硬切削过程切屑流动和刀具磨损研究

刃口倒棱结构在提升切削刃强度的同时也进一步增大了切削过程中的热力载荷,进而影响着硬切削加工的切屑流动、刀具磨损和加工表面质量。利用高速摄影方法,对比分析了渐变强化刃和定值倒棱两种结构PCBN刀具的切屑流动特性,发现渐变强化刃结构具有协调切屑流动的作用,能有效地解决硬切削过程切屑积聚问题。结合硬切削试验,开展了渐变强化刃刀具磨损特性研究,结果表明：与定值倒棱刀具相对集中的磨损带不同,渐变强化刃刀具磨损区域则更为狭长,后刀面磨损带呈现为长三角形,具备了更为优异的刃口保持性和耐用度,当进入到刃形改变阶段,其磨损机制由磨粒磨损机制逐渐变化为磨粒、氧化和扩散等多种机制的混合形式。渐变强化刃结构刀具在改善切屑流动和提升刀具耐用度方面均体现出了明显的优势,具备了良好的推广应用前景。     

涂层刀具高速铣削淬硬钢的声发射信号特征

通过测量不同涂层铣刀高速铣削不同硬度淬硬钢材料时的声发射信号和切屑形态,得到了电压-时间声发射信号以及声发射信号RMS值与切削工艺参数之间的关系。研究结果表明：声发射信号与淬硬钢材料硬度、刀具涂层类型及工艺参数有关;声发射信号可用来评价淬硬钢材料硬度的变化,随着淬硬钢材料硬度的增大,采集的声发射信号电压值呈逐渐增大的趋势;TiAlN涂层产生的锯齿形切屑的剪切带长度最小,切屑易于折断,从而导致其产生过程中的声发射RMS值偏小;随着切削速度和每齿进给量的增大,TiSiN、TiAlN、AlCrN和CrSiN四种涂层铣刀的声发射信号均快速增大,而随着轴向和径向铣削深度的增大,4种涂层铣刀的声发射信号变化不明显;在同一种切削参数条件下,可根据淬硬钢切屑变形特征的变化来间接评价刀具涂层的切削性能;声发射信号波形图的峰值大小可较好地反映锯齿形切屑的生成状态,进而可用来监控淬硬钢加工过程切削稳定性。