多元多层复合涂层刀具磨损失效机理研究

目前在精密和超精密加工领域 ,多晶金刚石 (PCD)涂层、立方氮化硼 (CBN)涂层、氮化铪 (HfN)涂层刀具显示了广阔应用前景 ,但价格昂贵 ,工艺复杂 弄清涂层对延长刀具寿命和提高切削性能主要机理 ,研究抑制涂层刀具磨损失效技术 ,开展多元梯度薄膜涂层刀具研究对广泛开发利用涂层刀具具有重大意义 文中对 4种涂层刀具进行切削性能与磨损失效机理进行研究 ,在此基础上对多元梯度薄膜涂层刀具做进一步探索     

多元多层复合涂层刀具磨损失效机理研究

目前在精密和超精密加工领域,多晶金刚石（PCD）涂层、立方氮化硼（CBN）涂层、氮化铪（HfN)涂层刀具显示了广泛应用前景,但价格昂贵,工艺复杂。弄清涂层对延长刀具寿命和提高切削性能主要机理,研究抑制涂层刀具磨损失效技术,开展多元梯度薄膜涂层刀具研究对广泛开发利用涂层刀具具有重大意义。文中对4种涂层刀具进行切削性能与磨损失效机理进行研究,在此基础上对多元梯度薄膜涂层刀具做进一步探索。     

超精密机床的发展综述

文章论述了超精密加工的重要意义,并重点介绍了超精密机床的发展、金刚石刀具的车削技术以及车削加工的一些关键技术及在机械制造技术中的作用和地位。     

刀具涂层技术的现状与发展趋势

由于刀具涂层技术可大幅度地提高切削刀具的综合性能,在理论上能有效地改善刀具的高温性能,使涂层刀具应用于高速、干式切削加工成为可能。本文介绍了化学气相沉积,物理气相沉积等表面涂层技术在切削刀具中的应用现状与发展趋势。     

涂层刀具的有限元分析

为研究Ti Al N/Ti N涂层厚度、层数与涂层结构对刀具的磨损、使用寿命的影响,在相同切削条件下,采用有限元软件DEFORM模拟了未涂层刀具、Ti N涂层刀具、Ti Al N复合多层涂层刀具切削45钢的切削过程,分析了不同涂层刀具的温度场、应力场、主切削力与磨损情况分布变化规律,仿真结果表明,相对于未涂层处理刀具和Ti N涂层刀具,Ti Al N复合多层涂层能够明显降低刀具切削力、切削热,减小磨损,保护切削刃,提高刀具的使用寿命,对于复合多层涂层刀具的设计与加工工艺都具有非常重要的参考意义.     

基于微纳米摩擦学的超精密加工技术研究进展

回顾了超精密加工机理研究的几种主要方法，重点介绍了结合微观摩擦磨损和分子动力学模拟的微纳米加工材料去除机理的研究现状。在此基础上，简单讨论了微摩擦磨损与微纳米切削加工的关系，试图说明当切削深度小到接近于刀具的刃口半径时，微纳米切削加工中刀具与工件的作用过程近似于滑动摩擦作用过程，基于微摩擦学的微纳米加工机理的研究是合适的、有意义的。     

CVD复合涂层刀具在天然大理石切削中的磨损特性

目的分析CVD复合涂层刀具在天然石材加工中的磨损特性,探讨涂层刀具在石材加工中参数选择的合理性.方法使用CVD复合涂层刀具对天然大理石进行了高速铣削试验,利用测力仪测量出不同加工参数下的切削力,分析不同参数对切削力的影响,利用扫描电子显微镜观察刀具磨损形貌,通过能谱分析刀具组成.结果CVD复合涂层刀具切削天然大理石过程中,切削力随切削深度和进给速度的增大而增大,随主轴转速的增大而减小,切削深度对切削力的影响程度最大.刀具磨损量随主轴转速的增大而减小,与切削深度和进给速度之间为非线性关系,进给速度高于2 000 mm/min时出现整体磨损,磨损量不随进给速度的增大而变化.结论 CVD复合涂层刀具铣削天然大理石时的磨损机理是:涂层和刀具基体的机械损耗去除(剥落和崩刃)、高温下的氧化磨损和粘结磨损.由于工件和刀具表面存在摩擦产生热量,刀具涂层发生粘结磨损,在周期性冲击力作用下造成后刀面涂层和基体的机械损耗去除,裸露的刀具基体与空气中的氧发生氧化磨损,其中机械损耗去除磨损和粘结磨损伴随整个刀具磨损过程.     

PCD与PCBN刀具在精密与超精密加工中的应用

机械加工正朝着高速化、复合化、智能化及环保型方向发展 随着现代集成制造系统的问世以及切削速度不断提高 ,对刀具性能提出更高的要求 ,开发各种耐磨性优良能长时间进行稳定加工的超硬切削刀具是必然趋势 切削刀具逐步向高效加工、硬加工、干式加工、超精密加工和新型难加工材料加工的方向发展 PCD(PolycrystallineDiamond)刀具与PCBN(PolycrystallineCubicBoronNitride)刀具是实现精密和超精密加工的必备加工刀具 ,在生产实际中能加工出常规切削加工达不到的尺寸精度和表面粗糙度 ,研究PCD与PCBN刀具的使用符合客观生产实际的迫切需要 文中介绍了其切削规律和使用范围     

PCD与PCBN刀具在精密与超精密加工中的应用

机械加工正朝着高速化、复合化、智能化及环保型方向发展,随着现代集成制造系统的问世以及切削速度不断提高,对刀具性能提出更高的要求,开发各种耐磨性优良能长时间进行稳定加工的超硬切削刀具是必然趋势,切削刀具逐步向高效加工、硬加工、干式加工、超精密加工和新型难加工材料加工的方向发展,PCD（Polycrystalline Diamond）刀具与PCBN（Polycrystalline Cubic Boron Nitride）刀具是实现精密和超精密加工的必备加工刀具,在生产实际中能加工出常规切削加工达不到的尺寸精度和表面粗糙度,研究PCD与PCBN刀具的使用符合客观生产实际的迫切需要,文中介绍了其切削规律和使用范围。     

刀具表面涂层技术在干切削加工中的应用

从干式切削技术的优势及发展前景入手,介绍了多种常用涂层材料的特点以及在干切削加工中的重要作用,并对刀具涂层技术的发展趋势作出了预测。     

液压缸体精密复合镗滚加工技术应用研究

液压传动装置的缸体内孔的技术要求非常高,应用传统的各种滚压技术均无法信任,而应用复合镗滚技术,不仅能保证产品质量,并能明显提高加工效率、降低加工成本,文中重点介绍了精密复合镗滚刀具的结构特点及设计要点,对大孔径薄壁零件的内孔精加工有一定指导意义。     

多元多层复合刀具切削性能研究

刀具表面涂层技术是刀具材料发展中的一项重要突破 ,它是解决刀具材料的主要矛盾 ,即红硬性、耐磨性、强度与韧性兼而有之的一个有效措施 采用多元多层复合涂层时 ,可获得单一涂层难以企及的优异切削性能 受涂层设备、涂层工艺等因素制约 ,国内首次对 4层以上涂层刀具进行切削性能研究 文中阐述了 4种多元多层刀具进行切削试验情况     

纳米结构陶瓷涂层精密磨削的初步分析

近年来纳米结构陶瓷涂层材料得到了广泛应用.本文介绍了纳米结构陶瓷涂层材料的磨削特性,概述了工程陶瓷材料的磨削性能,对纳米结构陶瓷涂层精密磨削的材料去除机理进行了初步分析.     

多元多层复合刀具切削性能研究

刀具表面涂层技术是刀具材料发展中的一项重要突破,它是解决刀具材料的主要矛盾,既红硬性、耐磨性、强度与韧性兼而有之的一个有效措施。采用多元多层复合涂层时,可获得得单一涂层难以企及的优异切削性能,受涂层设备、涂层工艺等因素制约,国内首次对４层以上涂层刀具进行切削性能研究,文中阐述了４种多元多层刀具进行切削试验情况。     

高速干式切削加工技术研究

综合评述了高速干式切削加工技术的特点及优势,分析了实现高速干式切削加工的关键技术(包括机床、刀具及涂层、加工辅助技术等),介绍了高速干式切削加工技术的实际应用。     

硬齿面齿轮加工技术进展及展望

总结了国内外硬齿面齿轮加工的两个关键技术——工具技术和机床技术的现状。工具技术体现在新型材料和刀具涂层技术的应用、超硬磨粒CBN工具制备技术的成熟、工具结构设计和工具一体化技术日趋完善;机床技术体现在硬齿面齿轮加工用机床向数控化、高速高效、高精度、功能复合、绿色环保方向发展。分析了工具技术和机床技术在发展过程中的优势和存在的不足。最后,对硬齿面齿轮加工材料去除机理、振动珩齿机床、绿色加工技术等方面进行了展望。     

铝合金表面纳米化--微弧氧化复合涂层摩擦行为

通过表面机械研磨处理在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化( SNC)过渡层,再采用微弧氧化( MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化( SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了铝合金表面微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层的摩擦学行为。与微弧氧化涂层相比,纳米化-微弧氧化复合涂层因硬度较高而具有较好的耐磨性。微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层与GCr15钢球对磨时具有相同的磨损机理,为对磨钢球向涂层的材料转移和氧化磨损。     

金刚石刀具的圆柱母光栅微加工基础研究

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接影响着数控机床的制造水平.针对纳米滚压印技术制备长光栅中的核心部件即圆柱母光栅的制造开展了深入研究,探讨了母光栅刻划用金刚石刀具的聚焦离子束(FIB)制备技术,以及微刻划过程中切削参数对圆柱母光栅加工质量的影响规律.研究发现,聚焦离子束加工单晶金刚石材料时会存在沟道效应,影响所制备的金刚石刀具及其加工母光栅的形状精度.从改善离子束束流分布的均匀性、FIB加工参数优化等角度建立了有效克服FIB加工沟道效应的方法.通过DEFORM有限元模拟实验和超精密母光栅刻划实验,优化金刚石刀具刀尖角和微刻划加工速度,研究了抑制母光栅加工中微尺度毛刺的有效方法,最终获得了高精度母光栅刻划结果.     

纳米材料及其复合技术

简述了纳米材料的特性,系统地论述了纳米材料、纳米涂层、纳米块体复合成型新技术,同时介绍了国内外籍此技术所取得的新成果。     

铣削高强度钛合金TC18的刀具磨损机理

采用无涂层和PVD涂层硬质合金可转位刀具对高强度钛合金TC18进行铣削加工,研究了钛合金TC18铣削加工过程中刀具的磨损形态和磨损机理.结果表明：在相同的加工条件下,采用PVD涂层硬质合金刀具加工TC18钛合金的寿命较长,前刀面主要磨损机理为黏结磨损和扩散磨损等,刀具失效形式为涂层剥落和随之而来的前刀面月牙洼磨损,后刀面除了黏结磨损和扩散磨损以外,还发生了磨粒磨损;无涂层硬质合金刀具的寿命较短,刀具的失效形式为崩刃.