高体积分数SiC_p/Al复合材料精密车削加工工艺技术

针对高体积分数铝基碳化硅材料车削加工过程中出现的刀具磨损严重、寿命低、切削难度大、零件质量难以保证等问题,采用聚晶金刚石刀具(PCD刀具)对其进行精密车削工艺实验,并利用扫描电镜、粗糙度仪、圆度仪等设备对已加工表面和刀具磨损形态进行观察分析研究。研究表明:刀具材料、切削速度、切削深度和进给量是影响高体积分数SiC_p/Al复合材料加工质量的主要因素。当切削速度在25~40 m/min、切削深度在25~35μm和进给量为25μm/r的PCD车刀时,切削效果最佳,可以有效地提高加工效率,改善工件表面加工质量,得到表面粗糙度为0.58μm和圆柱度为0.91μm的加工表面。     

非球面曲面光学零件超精密车削工艺研究

介绍了用金刚石单点车削(SPDT)的方法在"Nanosys--300非球面曲面超精密复合加工系统"数控机 床上加工非球面曲面类光学零件时对加工工艺的要求。     

PCD刀具车削不同颗粒含量SiCp/Al复合材料试验研究

碳化硅铝基复合材料具有优良的导热性、较高的比强度和比刚度,在航空航天领域具有广泛的应用前景。由于此复合材料中含有增强相,导致材料的切削加工性能变差。通过试验分析了不同颗粒体积分数(纳米级5%、微米级25%)SiCp/Al复合材料和切削参数(切削速度、背吃刀量、进给量)对刀具磨损和工件表面质量的影响,并对刀具磨损机理进行了研究。试验结果表明,车削微米级25%SiCp/Al材料时聚晶金刚石PCD(Polycrystalline Diamond)刀具磨损更严重,且工件表面质量更差。随着进给量和背吃刀量的增大,工件表面粗糙度值增大,刀片前刀面磨损严重;随着切削速度的增大,工件表面粗糙度值减小,刀片前刀面磨损量增大。选取本文切削参数进行SiCp/Al复合材料的切削加工时,发现刀具磨粒磨损、微崩刃是PCD刀具后刀面磨损的主要成因,且刀具前刀面也会产生积屑瘤。研究结果可为SiCp/Al复合材料PCD车削工艺的优化提供理论基础。     

Zernike自由曲面加工轨迹规划研究

Zernike自由曲面光学元件加工复杂,采用单点金刚石慢刀伺服车削方法可以实现自由曲面光学元件的高效、高精度制造。本文针对慢刀伺服车削Zernike自由曲面刀具等角度法和等弧长法两种车削轨迹划分方法进行研究,并选择等角度法轨迹划分进行车削工艺实验,获得了口径50mm的Zernike自由曲面光学元件,面形精度PV0.9506μm。     

本刊资讯

正精密所"数控光学加工机床及其部件技术"项目通过科技成果鉴定近期,集团公司科技质量部组织召开了"数据光学加工机床及其部件技术"科技成果鉴定会,对精密所承担的国家高技术研究发展计划项目进行了科技成果鉴定,并给予了高度评价。鉴定会认为,该项目研究了超高精密单点金刚石车削装备设计制造和加工工艺技术,突破了大型光学数控加工机床设计、制造及运行环境控制等     

高体积分数ＳｉＣｐ / Ａｌ 复合材料精密车削加工工艺技术

针对高体积分数铝基碳化硅材料车削加工过程中出现的刀具磨损严重、寿命低、切削难度大、零

件质量难以保证等问题ꎬ采用聚晶金刚石刀具(ＰＣＤ 刀具)对其进行精密车削工艺实验ꎬ并利用扫描电镜、粗糙

度仪、圆度仪等设备对已加工表面和刀具磨损形态进行观察分析研究ꎮ 研究表明:刀具材料、切削速度、切削深

度和进给量是影响高体积分数ＳｉＣｐ / Ａｌ 复合材料加工质量的主要因素ꎮ 当切削速度在２５~４０ ｍ/ ｍｉｎ、切削深

度在２５~３５ μｍ 和进给量为２５ μｍ/ ｒ 的ＰＣＤ 车刀时ꎬ切削效果最佳ꎬ可以有效地提高加工效率ꎬ改善工件表面

加工质量ꎬ得到表面粗糙度为０.５８ μｍ 和圆柱度为０.９１ μｍ 的加工表面。

     

金刚石刀具的刃磨技术

一、金刚石刀具的优良特性随着电子、原子能、航海、宇航工业等技术的发展,零件的精度要求不断提高(尺寸精度及形状精度均小于1微米并要求高光洁度),促进了金刚石车削的研究。使用天然单晶金刚石刀具的超精密车削加工,实现了其他加工方法(如抛光、研磨、冷挤等)无法达到的精度要求,从而简化了生产过程,大大地提高了生产效率,降低了成本,减轻了劳动强度。天然金刚石刀具具有以下特性:     

超精密加工技术的发展

以单点金刚石车削和超精密金刚石磨削为基础的超精密加工能够经济地制造光学、机械和电子部件,或生产在微米和毫微米范围内的成形精度和表面粗糙度的产品。辅助成形精度和表面粗糙度测量技术在评估超精密加工表面质量中也起着重要作用。在香港建立了超精密加工中心,用各种设备和技术服务帮助当地企业对高质量超精密产品进行快速研制和试验超精密加工技术的发展     

金刚石车刀刃口的定向和研磨技术

一、绪言随着科学技术的发展,一些零件的精度要求越来越高,而这些超精密零件的加工必须用天然金刚石刀具才能实现.因此金刚石刀具的需要量不断增加,作为金刚石刀具要求是高硬度和耐磨.为了保证金刚石车刀的这些要求,必须熟练掌握金刚石晶体定向方法.同时,正确选择金刚石车刀刃口是提高使用寿命的关键.本文介绍定向方法和刃口研磨技术.二、金刚石的特性金刚石是晶体结构,不同的方向有着差异较大的特性,我们可以从不同的方面来辨别.1.颜色差异与硬度的关系金刚石有茶色、黄色、无色透明等差别,其中茶色硬度最高,其次是无色,再次是黄色.但使用硬度计测值时,压头上的硬度差几乎相同.金刚石与其它的矿物结晶体相比,它具有优良的粘性,其中无色、黄色的金刚石更高.用这两种颜色的金刚石制成的车刀使用时不易产生崩刃,但硬度稍差,耐磨性低,刀刃易磨损.茶色金刚石的硬度高,但粘性低,容易受冲击发生崩刃,但只要注意操作或改变刃口形     

小经验

立铣刀切削刃后刀面磨损简易测量法六二五研究所李鑫华在金属切削中,刀具磨损对生产率和产品质量有着直接的影响;它也是评定刀具质量和被加工材料可加工性的一个重要指标。特别是在加工耐热合金、钛合金等难加工材料时,刀具的磨损问题就更为突出。为了保证零件加工质量,就要不断地对刀具磨损情况进行监控、测量。     

科技成果

我国先进制造技术取得新突破 日前,由中国航空精密机械研究所研制的非球面曲面超精密加工机床成功交付用户。 非球面曲面超精密加工机床具备超精密金刚石车削、铣削功能和超精密金刚石砂轮磨削功能及其他相应辅助功能,主要用于完成超精密平面、球面以及包括非球面曲面等在内的复杂面形光学零件的超精密加工。     

基于LODTM的大口径太赫兹波束控元件确定性超精密加工

为解决大口径太赫兹波探测系统束控元件加工精度差、效率低的难题,本文提出了一种利用LODTM数控光学加工机床进行SPDT(单点金刚石车削)制备太赫兹波束控元件的方法。该方法属于确定性加工范畴,通过使用单晶金刚石刀具进行超精密切削加工,可直接得到适用于太赫兹波段的高面形精度的反射及透射类元件。针对铝基金属材料进行了加工工艺实验,得到了口径Φ300mm的太赫兹雷达主反射镜;并利用精密坐标测量技术对主反射镜的面形精度进行检测,其检测结果优于设计指标。实验表明,基于LODTM确定性超精密加工得到的太赫兹波束控元件具有面形精度高、表面光洁度好等优点,可实现太赫兹波探测系统的高精度和低成本目标。     

KDP晶体飞刀铣削加工参数对表面质量影响的实验研究

本文通过实验研究了刀具前角、背吃刀量及进给量对KDP晶体表面粗糙度及表面波纹度的影响规律.研究结果表明,采用单点金刚石飞刀铣削方法加工KDP晶体光学元件的最佳刀具前角为-45°;背吃刀量对已加工表面的粗糙度影响不大;表面粗糙度随进给量增加而增大;已加工表面的波纹度与机床的工作状态有关,需采用合理的加工参数组合来保证.     

不同材质刀具在7075铝合金高速铣削中的磨损研究

为了研究7075铝合金高速铣削中不同材质刀具的磨损与选用,采用化学气相沉积法（（CVD）制备微米（MCD）/纳米（NCD）金刚石涂层刀具,利用场发射扫描电镜观察膜层的表面形貌,结合拉曼谱仪分析CVD金刚石涂层刀具薄膜的结构和成分;分别采用同规格尺寸的硬质合金刀具、MCD涂层刀具在无润滑干切条件下,进行粗加工高速铣削试验,观测两种刀具在加工一定距离后的磨损状况;分别采用同规格尺寸的硬质合金刀具、MCD涂层刀具、NCD涂层刀具在无润滑干切条件下,进行精加工高速铣削试验,观测和分析工件精加工铣削后的表面粗糙度值。结果表明：在大切深高速粗加工铣削7075铝合金时,MCD涂层刀具的寿命为硬质合金刀具的3倍;在小切削深度大进给的高速精加工7075铝合金中,三种刀具铣削后的工件表面粗糙度平均值分别为0.981、1.122和0.960 μm,NCD涂层刀具的加工效果要优于MCD涂层刀具;同时通过同一材质刀具的粗、精加工试验对比,发现同规格尺寸的刀具在小切深大进给高速精加工中的寿命是大切深大进给高速粗加工寿命的10倍。这说明7075铝合金的粗加工铣削优选MCD涂层刀具,精加工铣削优选NCD涂层刀具。     

表面织构刀具的研究现状与进展

国内外相关研究学者采用电火花、光刻、激光等加工技术在硬质合金、高速钢等刀具上制备了尺寸从微米级到纳米级的多种表面织构,研究了其切削加工钢、铝合金、钛合金等工件材料的切削性能,结果表明表面织构刀具在改善刀-屑接触面摩擦润滑状态、降低切削力和切削温度、延缓刀具磨损方面具有显著的效果。     

天然金刚石刀具单激励超声椭圆振动车削

设计并制造了一种单激励夹心式纵弯复合椭圆振动车削系统.在分析超声椭圆振动切削抑制刀具崩刃机理的基础上,利用该系统进行了天然金刚石刀具振动车削铝件的试验,证实了椭圆振动切削可以有效防止刀具崩刃.     

工程陶瓷零件的车削工艺

对“激光枪”工程陶瓷零件车削加工刀具材料的选择和工艺试验参数的选择进行了探讨；工艺试验证明，采用硬质合金作为车削刀具，是一种值得推广的新方法。     

技术造就品质理念成就卓越--本刊主编刘柱与巴索国际贸易(上海)有限公司总经理姚雪对话

众所周知,切削液是金属切削加工重要配套材料,具有润滑、冷却、清洗及防锈等作用,对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等均有显著效果.近年来,切削液技术发展很快,切削液新品种不断出现,性能也不断改进和完善.     

立方氮化硼刀片车削粉末高温合金的刀具磨损

研究了用立方氮化硼 (CBN)刀片车削粉末高温合金的刀具磨损特征及刀具磨损机理。对精车和半精车而言 ,CBN是车削粉末高温合金的一种理想刀具材料 ,它不仅可保证高的加工精度 ,而且可获得长的刀具寿命     

激光辅助高速车削镍基合金GH4169表面质量研究

通过激光加热辅助车削镍基合金GH4169实验,研究激光功率、切削参数等对加工表面质量和切削过程中刀具磨损的影响。实验结果显示:与普通车削相比,激光辅助切削能够改善刀具后刀面磨损情况。激光辅助车削条件下,车削表面粗糙度优于普通切削,并在切削速度为166 m/min时获得最佳值0.467μm。在常规车削和激光辅助车削条件下,车削表面在进给方向上的残余应力均为拉应力,并且激光辅助车削表面产生的残余拉应力都高于常规车削,伴随着激光功率的增加,表面残余应力也逐渐增大。