深、浅孔加工技术简介

<正> 该技术适用于各种深、浅孔的高效加工、高精度加工及高难度的孔加工(包括难切削材料及难加工零件)。刀具结构新颖、孔加工工艺先进,刀具耐用度和生产效率比普通刀具高1～10倍。孔加工最高尺寸精度达1T7～1T9级,圆度误差为1～8μm,表面扭糙度R_a0.2～3.2μm。四刃带麻花钻,不同于国内外的同类钻头,切削刃为径向刃,大螺旋角,容屑空间大,钻削一般深孔可以一次钻透,勿需中途提钻排屑,冷却液可以直接浇灌到切削刃部,钻孔效率高,钻头经     

基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工机理

针对功能玻璃硬度高、脆性大、容易在已加工表面产生裂纹和凹坑的特性,提出基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工方法.该方法能在亚毫米级的切削深度下高效地获得无裂纹和凹坑的完整表面.文中分析了大刃倾角刀具切削玻璃的机理以及刀具参数、切削用量对已加工表面质量的影响.实验结果表明:大刃倾角刀具切削玻璃时,表面粗糙度R_a达0.21μm,表面完整性优于传统的玻璃精磨时的表面;要获得较好的已加工表面质量,刀具参数和切削用量都存在一个较佳的取值范围.     

加工表面形貌的在线检测和识别

本文阐叙了一种基于光针法的表面形貌测量装置,它能在线测量加工工件圆周方向的波纹度和轴向表面轮廓形貌,其垂直分辨率为0.02～0.10μm,横向分辨率为30～50μm。切削试验表明,该装置还能够在线识别刀尖上的积屑瘤、切削过程中的颤振和刀具磨损对加工表面形貌的影响。     

立方氮化硼端面铣刀的切削性能

研究立方氮化硼端面铣刀精密切削淬火铸铁的刀具磨损和耐用度。试验结果表明:立方氮化硼端面铣刀精密切削淬火铸铁的主要磨损形式是微崩刃磨料磨损、粘结磨损、粘结——疲劳磨损和氧化磨损;用国产立方氮化硼刀片制成的端面铣刀在保证已加工表面粗糙度R_<0.75μm(相当▽7)时的刀具耐用度能满足生产实际的需要。     

微钻-单晶硅切削工具

微钻单晶硅切削工具用于制造三维微形状工件。微钻是一个D形横截面，切削刃的半径为0.5μm的电磨工具（WEDG）。结果表明：实现切割延性域切削深度为0.1μm，间隙角大于0°，以防止在孔入口处断裂。最小的机加工的孔直径为6.7μm，这是最小的不只是在本研究中，也是迄今使用的最小切削工具钻孔。对半导体单晶硅滚磨加工技术是很好的促进。     

刃口钝圆半径对硬质合金刀具性能的影响

目的分析刀具刃口钝圆半径对刀具切削性能和加工质量的影响规律,开展切削加工试验及刀具性能变化规律的研究.方法采用具有不同刃口钝圆半径的整体硬质合金铣刀,以航空领域广泛应用的TC4钛合金材料为切削加工对象,在相同的切削参数下进行切削加工试验;以切削力、表面粗糙度和刀具磨损规律为主要因素对刀具切削性能和加工质量进行分析.结果刀具刃口钝圆半径在10.35～13.78μm内各主要因素的变化趋势:随着刀具刃口钝圆半径的增加,整体硬质合金铣刀切削刃口的强度随之增加,但切削刃口的锋利度随之下降,切削力呈缓慢增加的趋势,刀具磨损速率逐渐减小,且刃口钝圆半径与被加工工件的表面粗糙度呈非线性关系.结论笔者研究所得结果可为硬质合金刀具加工钛合金工程领域提供借鉴.     

基于聚焦离子束铣削技术的微刀具制备

提出了一种利用聚焦离子束(FIB)技术的铣削功能制备微细切削刀具的方法,通过设置恰当的离子束参数及精确控制刀具的不同刀面相对离子束的位置,可以获得具有高精度特征尺寸、锋锐刃口且复杂形状的微刀具.被加工刀具的典型特征尺寸为5～50,μm,可加工各种不同截面形状的微刀具.对硬质合金材料的毛坯进行FIB铣削,获得了宽度为7.65,μm、刃口半径小于30,nm的矩形微刀具.通过在超精密车床上进行加工试验,结果表明,FIB铣削的微刀具具有很好的加工性能.     

基于切削接触状况的车铣复合加工刀具磨损分析

确定了正交车铣复合加工中刀具的切削区域,以此作为边界条件,建立了计算刀具切削刃上任一点实际参与切削面积的模型；通过对该数学模型的编程计算,分析了不同切削参数下参与切削刀具切削刃上各点的磨损情况；最后通过切削正交实验,采用不同切削参数验证了文中所涉及模型及理论的正确性.     

高速铣削TC6钛合金的刀具磨损机理

通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（ CVD）涂层硬质合金刀具对α+β相钛合金TC6进行高速铣削加工,研究了PVD与CVD刀具在铣削TC6钛合金过程中的刀具磨损形态和磨损机理.结果表明：在相同的切削条件下,PVD涂层刀具后刀面磨损量更小,刀具寿命更长,更适合TC6钛合金的加工.其前刀面主要发生黏结磨损和氧化磨损,后刀面则为边界磨损,由于前刀面黏结磨损和后刀面边界磨损对切削刃的弱化作用,使得主切削刃发生了微崩刃.CVD涂层刀具寿命较短,其前刀面主要发生初期微崩刃和随之而来的月牙洼磨损以及黏结磨损;后刀面则为磨粒磨损,失效形式为涂层剥落.     

斜角切削的力学温度刀具耐用度及工件硬化的新研究

大部分金属切削刀具均属斜角切削,故此斜角切削的研究对金属切削加工实在非常重要。有关直角切削的理论已有充分的发展,而直角切削其实是斜角切削的一个特例,故此斜角切削的研究结果,应当可以应用于直角切削。从文献看到的斜角切削研究报告大多数限于切屑的形式及基于单剪切面概念的力学研究,似乎斜角切削的研究远远不如直角切削深入。尤其是在斜角切削的温度,刀具耐用度或工件加工硬化方面更缺乏分析及研究。这篇论文为作者及其他合作研究者近十年来对这方面的报导,希望能籍此引起金属切削专家对斜角切削的兴趣。本文包括介绍一个简单而有效的流屑角的量度方法。其后利用滑移线原理构成剪切区的假想界限,作出力学的理解。实验证实这个新理解方法不但可代替单剪切面的理论,同时可计算切削刃前的平均压力。更可用“有效倾角”概念利用直角切削资料来预测斜角切削的切削刃前的平均压力。斜角切削的温度分析首次在这篇论文上介绍。剪切面与前刀面的热源可分为垂直与纵向两个分热源,其温度可分别从一个移动热源温度表内找出,随后利用叠加原理,建立一斜移热源方程式来计算斜刃切削的正确温度。至于刀具耐用度方面,实验结果显示,刀具刃倾角越大,刀具耐用度越高。用粘合磨损理论论证了后刀面磨损减少的原因为刃倾角增大而导致后刀面温度下降。这个现象可用后刀面斜移热源方法加以论证。在工件方面,工件因加工而导致表面硬化,往往影响到精加工的刀具耐用度。实验证实当切削刃刃倾角加大,工件加工硬化增高。这是由于剪切区因切削刃倾斜而产生一纵向剪切力,形成附加的材料硬化。作者介绍工件在斜角加工后加工硬化的简易估计方法。     

矩形槽切削的切削力及切屑横向变形的研究

本文指出,矩形槽切削时的切削力可以看成由三部分组成:a、刀具主切削刃作直角自由切削产生的切削力;b、刀具副切削刃产生的切削力;c、切屑横向变形引起的切削力。通过分析表明,矩形槽切削时,切削力较自由切削时大的主要原因是由于切屑的横向变形受到限制而产生附加应力场,造成流屑过程中切屑两侧与工件已切槽侧壁发生严重摩擦所致,而刀具副切削刃产生的切削力几乎是可以忽略的。     

碳纤维复合材料螺旋铣孔瞬时切削力系数识别

在螺旋铣孔过程中,刀具绕其自身轴线自转的基础上围绕预加工孔中心公转并保持轴向进给.为了准确预测碳纤维增强复合材料(CFRP)螺旋铣孔过程中的切削力,基于螺旋铣孔的基本切削机理,考虑刀具侧刃和底刃在进给过程中对切削过程的影响及复合材料的各向异性特征,构建螺旋铣孔过程中切削力解析模型.根据全因子条件下复合材料螺旋铣孔试验数据,采用数据拟合方法识别底刃切削力系数,采用瞬时切削力方法识别侧刃切削力系数.结果表明仿真切削力能够较好地拟合试验值.     

(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具高速铣削30CrNi4MoV钢时的磨损机理

使用(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具,对难加工材料中的超高强度合金钢(硬度＞50HRc、抗拉强度σb＞1.6 GPa)在切削速度118～236 m/min范围内,进行了干式高速端面铣削系统试验.借助能谱探针与电子扫描显微镜(SEM)等工具,选择刀具寿命作为刀具切削性能的评价指标,对硬质合金刀具前、后刀面的磨损形态、磨损机理以及刀具的切削性能进行了分析与研究.研究结果表明,高速切削超高强度合金钢条件下,(Ti,Al)N涂层刀具的失效形式为:前、后刀面磨损失效和发生在主切削刃上的涂层脱落和微崩刃,其主要磨损机理为高温条件下粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损的综合作用.     

基于螺旋铣孔柔性切削力建模的孔径误差补偿

螺旋铣孔技术有较高的加工质量及加工效率,得到国内外广泛关注.但在小孔加工过程中,在螺旋铣刀小直径、大长径比和径向切削力的共同作用下,刀具易发生挠曲变形,导致较大的孔径误差.针对此问题,通过研究刀具受力挠曲变形规律,结合切削力与刀具挠曲变形量间的耦合关系,建立了螺旋铣孔切削力的柔性预测模型;并基于镜像对称原理和迭代算法对孔径进行误差补偿.试验结果表明,补偿之后孔径误差由约35,μm降低到5,μm左右,极大改善了小直径孔的加工质量.     

低密度CH泡沫微柱微细车削加工工艺研究

低密度多孔泡沫材料在高能密度物理、辐射运输、绝热成型研究中有重要应用,但该材料多孔易碎,加工难度大.在尖刃金刚石外圆刀具和尖刃金刚石切断刀具设计的基础上,利用精密车削微加工方法制备了激光惯性约束聚变(ICF)所需的各类低密度CH泡沫微柱,并详细讨论了切削加工条件、加工刀具集合参数、切断刀具几何参数、加工参数等对CH泡沫微柱车削加工的影响.     

一种用于加工金属纤维的新型刀具的研究

介绍了一种用于连续型金属长纤维加工的新型刀具，该刀具的特点是具有大刃倾 角多齿状刃，可以同时切出多条纤维，既大大提高了生产效率又改善了金属纤维质量，本研究将促进金属纤维切削加工法技术的发展和应用。     

航空铝合金薄壁零件高速加工铣削力

探讨铣削力三维有限元计算方法,研究航空薄壁零件高速加工切削力变化规律。基于Advant Edge 3D铣削模块,实现对AL7075航空铝合金材料的铣削过程仿真加工并研究铣削力规律。预测不同切削时间下工件及刀具上的温度分布,建立高速铣削参数对铝合金7075铣削力和铣削温度的影响曲线。通过实际铣削试验验证仿真结果的可靠性。研究结果表明:在铣削速度v为250~1 500 m/min,切削速度大于250 m/min时,切削力随切削速度增加而快速下降;当切削速度大于500 m/min时,切削力变化不大,呈微量上升趋势;轴向力FZ在整个速度范围内变化不大;高速铣削参数对铝合金7075铣削力和铣削温度的影响曲线可辅助优化切削加工参数,有助于减小切削过程中刀具的磨损,改善刀具切削状态,提高刀具使用寿命,为预测其他材料的铣削力提供了新的有限元建模方法。     

切削运动——刀具切削刃毛刺分类新体系及其应用

本文对金属切削毛刺分类体系的现状进行了系统的概述和分析,指出其存在的主要问题。提出并建立了切削运动——刀具切削刃毛刺分类新体系,将金属切削毛刺分为两侧、进给和切削方向毛刺三大类,清晰地找出了影响毛刺生成及变化的主要因素。在刨削和钻削加工中应用该毛刺分类体系,表明:切削运动——刀具切削刃毛刺分类体系术语明确、系统完整、简便易行。     

基于刀具齿廓修形的弧齿锥齿轮齿面设计

为避免表面研磨弧齿锥齿轮在重载情况下发生边缘接触,改善齿面应力分布,用弧线刃刀具替换展成齿轮齿面的直线刃刀具.首先,基于刀具的几何结构建立新型刀具的数学模型,并建立了切削刃锥面;然后,基于非齐次坐标变换建立弧齿锥齿轮在数控机床上的加工方法并获得理想齿面;最后,以face-milled弧齿锥齿轮工作面为例,对基于直线刃刀具和新型弧线刃刀具加工所得的齿轮副进行几何齿接触分析(TCA)和有限元分析(FEA).研究结果表明,提出的刀具齿廓修形方法能够明显改善face-milled弧齿锥齿轮的啮合性能.     

陶瓷刀具切削淬硬钢的刀具磨损研究

研究氧化铝陶瓷刀具切削淬硬GCr15轴承钢切削过程中的刀具磨损形态、耐磨性能,刀具磨损过程中刃型变化规律及其对切削机理的影响,提出陶瓷刀具“自励”的观点,讨论刀具磨损与破损的关系和陶瓷刀具耐用度标准。