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。     

精密切削淬硬轴承钢GCr15的表面粗糙度预测与加工参数优化

建立了淬硬钢精密切削加工表面粗糙度预测模型;采用PCBN刀具对GCr15淬硬钢进行了正交切削优化试验,获得了相当于精磨加工的表面粗糙度;试验结果表明进给量和刀尖圆弧半径是影响PCBN刀具精密硬态切削表面粗糙度的主要因素。研究可为精密硬态切削工艺参数的选择提供参考和依据。     

超硬刀具切削复合材料的实验研究

复合材料作为一种新型的工程材料 ,已在航空、航天等现代工业中得到广泛应用。超硬材料 (金刚石 ,立方氮化硼 )则是在 2 0世纪后期发展起来的新型刀具材料。文中阐述了复合材料和超硬刀具材料的种类、性能与制造方法。用超硬刀具对复合材料进行了切削试验 ,文中介绍了部分试验内容 ,并列出试验数据。实验研究表明 ,超硬刀具是加工复合材料最有效的刀具。PCD与 PCBN复合片及 CVD厚膜金刚石刀具能够有效地加工各种复合材料 ;但 CVD薄膜金刚石刀具只能加工纤维加强的复合材料。     

PCBN硬态切削粉末冶金气门座圈的试验研究

为了提高粉末冶金气门座圈实际加工中的加工表面质量和刀具寿命,需要研究聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削时切削参数对切削力的影响规律。文章通过正交试验设计,建立了PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈切削力的经验公式,并研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明:PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈时,刀尖圆弧半径和负倒棱导致径向力相对较大;切削参数中切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度的影响相对较小;切削V581过程中,主切削力随着切削速度的增加而有所下降;实际加工中应选用较小的切削深度和进给量、较高的切削速度,以提高加工表面质量和刀具寿命。     

立方氮化硼刀具在加工水压机高低压阀中的应用

立方氮化硼(PCBN)是超硬材料之一,具有硬度高、耐磨、稳定性好、加工质量高、适合于切削加工各种淬硬钢及难加工材料,硬度仅次于金刚石,利用立方氮化硼刀具以高精度车削替代磨削加工,省工省时提高生产效率。     

超精密加工铝基复合材料的切削变质层

采用聚晶金刚石PCD刀具对航天碳化硅增强铝基复合材料进行超精密车削加工,用扫描电子显微镜(SEM)对已加工切削变质层的微观结构进行检测,采用显微硬度计检测显微硬度,并从理论上分析切削变质层形成过程中碳化硅增强相断裂而细化的理论根据.结果表明,碳化硅增强铝基复合材料超精密加工仍会产生很薄的切削加工变质层,且显微硬度值最高点并不在已加工表面上,而在距表面约10~20μm处,切削变质层形成过程中碳化硅增强相发生了断裂破碎和细化.     

精密干切削淬硬零件表面完整性试验分析

试验分析了聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具在锋利无润滑状态下精密车削硬度为HRC62轴承钢GCr15时,切削参数(切削深度、切削速度和进给量)对表面粗糙度、残余应力和表面变质层的影响规律.在选择的切削用量范围内,以零件表面完整性为目标函数,采用正交试验法对切削参数进行优选,并对优选参数进行验证试验.结果表明,淬硬零件在高精度数控机床上进行精密干切削加工,能获得优越的表面完整性,即优异的表面精度、深度约为0.1 mm的表面残余压应力、热损伤层完全消失的表面物理性能.     

精密、超精密切削加工及其实现

说明了精密、超精密切削加工实现途径,并对相应工艺系统中的机床、刀具等重要环节进行了较详细的阐述。     

干式硬态车削淬硬工具钢Cr12MoV表面粗糙度试验与预测模型

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行精密干式硬态车削试验,运用正交实验法分析切削速度、试件硬度、刀具前角、切削深度4个因素间的交互作用,得到最优车削条件.利用多元回归法,借助应用数学软件SPSS技术,建立表面粗糙度的线性模型与指数模型,并对这2种模型进行比较.试验表明:影响表面粗糙度最显著的因素是切削速度与淬火硬度,切削深度影响最小,指数模型比线性模型预测精度高.     

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。     

PCBN铣刀硬加工时切削用量的选择

通过试验分析研究,介绍了PCBN铣刀硬加工Cr12MoV等淬火钢材料时切削用量对刀具寿命的影响,给出了PCBN刀具铣削淬火钢时切削用量及刀具磨钝标准的选用原则和范围.     

二轴联动NC加工回转刀具的几个问题

介绍了回转铣刀刃口曲线与二轴联动ＮＣ进给速度设计、实得沟槽等通用数学模型,并结合球头和带角圆两类铣刀进行了计算机模拟和后处理,为这类铣刀二轴联动ＮＣ加工提供了依托。     

超密齿面铣刀的铣削力波动特性及其影响

提出了一种超密齿面铣刀概念,并推导了x和y方向的铣削力计算模型,分析了超密齿刀具铣削力及其波动规律.结果显示:随刀具的转动铣削力呈锯齿状变化,x向铣削力波动呈现两个山峰状,在三齿同时参与切削时波动最小.y向铣削力波动随初始切入角的增大先增大后减小,对比发现超密齿刀具铣削力波动远小于疏齿刀具.提出用单位体积材料所需切向铣削力大小来评价超密齿刀具和疏齿刀具性能.通过超密齿面铣刀的铣削实验验证了铣削力计算模型,并发现铣削力波动是影响工件表面粗糙度的因素之一,同时也反映出超密齿刀具的加工优越性.     

有关回转刀具的加工基准问题

在数控加工特种回转铣刀时，数控加工中的运动是连续，因此在同一设备加工不同刀具时必须有统一的基准，本文以圆柱球头铣刀和圆柱带角圆铣刀为例，给出了在以沟槽起始点为加工基准的刃口曲线方程，以及轴向，径向进给珲位公式，为二轴联动工这两类刀具提供了参考。     

Wear Patterns and Mechanisms of Cutting Tools in High Speed Face Milling

High speed machining has received an important interest because it leads to an increase of productivity and a better workpiece surface quality. However, at high cutting speeds, the tool wear increases dramatically due to the high temperature at the tool-workpiece interface. Tool wear impairs the surface finish and hence the tool life is reduced. That is why an important objective of metal cutting research has been the assessment of tool wear patterns and mechanisms. In this paper, wear performances of PCBN ...     

齿轮曲面倒角刀具几何建模与调整仿真

针对齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题——成形刀具设计困难和加工过程中刀具的位姿调整费时费力,分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工的几何模型,推导出刀具刀刃回转面的几何模型和数学表达式,为刀具设计提供了理论基础．同时进一步简化了刀具的几何模型,以便于成形刀具的设计与刀具调整．在Pro／Engineer环境下,应用Pro／TOOLKIT开发工具,开发了刀具参数计算及仿真系统,为刀具的设计及倒角加工刀具位姿的调整提供软件工具支持．     

涂层高速钢滚刀的试验研究

对涂层高速钢滚刀进行了切削试验研究，初步分析了涂层高速钢滚刀的切削机理，最后得出了几点对涂层滚刀应用有指导意义的结论．