超精密切削用金刚石刀具及其研磨

主要介绍日本大阪金刚石工业公司超精密切削加工用金刚石刀具的刃口形式、几何参数;金刚石刀具的研磨工艺和设备;以及刀具严格的质量控制。     

金刚石超精密切削刀具技术概述

分析了国内外金刚石超精密切削刀具技术的发展概况,并从金刚石超精密切削刀具的精度控制、金刚石超精密切削刀具的选择以及金刚石超精密切削刀具的制造技术等方面进行了探讨。     

T800碳纤维增强复合材料精密切削加工机理

以正交切削试验为手段,研究T800 CFRP在小切削余量条件下的切削加工过程和表面形成规律,深入探讨了CFRP在精密切削加工中的切削取向、切削参数范围以及刀具刃口钝圆半径等几个关键问题。试验结果表明:CFRP在切削加工中表现出极为显著的各向异性,切削取向非常重要,0°和135°两个纤维方向上获取了较小的切削力,0°和90°两个纤维方向上形成了较为光滑、平整的表面质量。在精密削CFRP的场合,为获得较小的切削力并得到较好的加工表面质量,0°纤维方向角是最佳切削方向,切削速度应达到200 m/min以上,要选择较小的刀具刃口钝圆半径,切削厚度应大于刀具刃口钝圆半径。     

微结构表面超精密加工中切削条件的影响分析

介绍了微结构功能表面加工中的问题,以同轴调制锯齿波微结构的金刚石超精密加工为例阐述了其加工原理,结合试验对刀具刀尖圆弧半径、被加工材料和切削液等切削条件与金刚石超精密切削加工后的微结构功能表面之间的关系进行了分析与讨论,并对主轴转速和刀具进给速度等切削用量与金刚石超精密切削出的微结构功能表面之间的关系进行了分析与讨论.     

单晶金刚石刀具精密检测与评价方法研究

针对单晶金刚石刀具刃口轮廓精度的精密检测方法进行研究,首次利用形位误差仪、通过测量刀具后刀面精度的方法来反映刀具刃口轮廓精度,并基于改进后的最小二乘圆拟合方法完成刀具精度评价.通过实验,实现了形状精度在0.05μm尺度的测量,验证了本方法的有效性.     

机床振动对高精度金刚石刀具研磨质量的影响

研磨机床的振动是影响金刚石刀具机械研磨质量的重要因素,尤其在精密研磨工序。为了提高金刚石刀具的研磨质量,针对金刚石刀具的精密研磨工序,在研磨加工时对机床施加空气隔振垫,使研磨的金刚石刀具切削刃钝圆半径从隔振前的93.8nm降到了隔振后的72.7nm,前刀面表面粗糙度则从2.4nm降到了1.0nm,研磨质量得到明显改善。     

SiC晶须增强铝复合材料的超精切削

本文阐明了ＳｉＣｗ／Ａｌ超精密切削加工时，刀具材料、金刚石粒度、切削路径及晶须方向对加工表面粗糙度的影响规律。     

Ｔ８００ 碳纤维增强复合材料精密切削加工机理

以正交切削试验为手段ꎬ研究Ｔ８００ ＣＦＲＰ 在小切削余量条件下的切削加工过程和表面形成规

律ꎬ深入探讨了ＣＦＲＰ 在精密切削加工中的切削取向、切削参数范围以及刀具刃口钝圆半径等几个关键问题ꎮ

试验结果表明:ＣＦＲＰ 在切削加工中表现出极为显著的各向异性ꎬ切削取向非常重要ꎬ０°和１３５°两个纤维方向

上获取了较小的切削力ꎬ０°和９０°两个纤维方向上形成了较为光滑、平整的表面质量ꎮ 在精密削ＣＦＲＰ 的场合ꎬ

为获得较小的切削力并得到较好的加工表面质量ꎬ０°纤维方向角是最佳切削方向ꎬ切削速度应达到２００ ｍ/ ｍｉｎ

以上ꎬ要选择较小的刀具刃口钝圆半径ꎬ切削厚度应大于刀具刃口钝圆半径。

     

单向碳纤维复合材料直角自由切削力的研究

以单向碳纤维复合材料(UCFRP)直角自由切削为研究对象,给出了纤维方向角0°~90°范围内的水平和垂直两方向切削力的理论计算方法。基于切削实验观察,发现在小切削厚度下,刀具刃口半径的作用应当考虑到切削力的计算中去。将切削区分为3个变形区分别计算切削力,总的切削力即为此3个变形区切削力之代数和。计算方法中考虑了刀具前角、刀具刃口半径、切削厚度、材料力学性能等多方面实际因素,发现纤维方向角、刀具前角、切削厚度等因素均对切削力的变化有较明显的影响。经计算值与实验数据对比,发现两者间有较好的一致性。     

山特维克可乐满CoroMill(R) 790铝合金加工的利器

航空工业铝合金零件的加工对刀具有很高的要求,刀具在具有高性价比的同时还必须满足高质量加工的需求.在此背景下,整体硬质合金刀具逐渐取代了传统的高速钢刀具,这是因为整体硬质合金刀具具有槽型合适,切削刃锋利,在铝合金精加工中切削力小,并且容屑空间大,排屑顺畅等优点.     

PCD--一种干式切削的刀具材料

聚晶金刚石 (PCD)是最硬、最耐磨的干式切削刀具材料。它的硬度和耐磨性来自各金刚石晶体间无一定方位的粘结 ,这种晶体方位各异的排列抑制了裂纹的扩展。使用时 ,将PCD小片粘结到硬质合金刀片上 ,可增加强度和抗冲击性能 ,其刀具寿命是硬质合金的 10 0倍。然而 ,某些性能限制了它在很多加工工序中的使用。其一是PCD对黑色金属中铁的亲和力 ,引起化学反应 ,这种刀具材料只能用于加工非铁零件 ;其二是PCD不能经受切削区超过 6 0 0℃的高温 ,因此 ,PCD刀具不能切削高延展性材料。PCD刀具适于加工有色金属 ,特别是高硅铝合金。采用锋利…     

硬质合金精密车刀刃磨工艺的研究

在精密切削时怎样能刃磨出一把质量好的精密刀具是一个十分重要的问题。在工厂中,由于刃磨工艺不合理,刃磨后的精密刀具质量不高,寿命不长,又因为对于刃磨工艺尚缺乏研究,这方面资料很少,所以生产上需要解决这一个问题。经过试验研究刃磨后的硬质合金精密车刀刀面光洁度可达▽13～▽14a,刃口平整,用这种精密车刀在自动车床上加工摆轮零件光洁度▽11a,在超高精度车床上加工H62     

GA寻优超精密加工表面粗糙度预测模型参数的研究

提出将遗传算法(GA)用于超精密切削表面粗糙度预测模型的参数寻优,并给出了金刚石刀具超精密切削铝合金的表面粗糙度预测数学模型,进行了遗传算法(GA)和最小二乘法的比较,结果表明遗传算法较最小二乘法更适合于粗糙度预测模型的参数寻优。     

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     

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:     

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。     

高速铣削淬硬钢刀具刃口对表面粗糙度影响试验研究

采用立式铣刀及球头铣刀进行高速铣削Cr12MoV淬硬模具钢表面测试试验研究,利用KEYENCE超景深显微镜获得刃口半径,利用正交试验设计方法,分析刀具刃口半径及切削参数对高速铣削淬硬钢表面粗糙度的影响规律。结果表明:在铣削平面过程中,刀具刃口半径对工件表面粗糙度有显著性影响;而在铣削曲面时,刀具刃口半径对表面粗糙度的影响并不显著。     

超精密加工刀具的特性与使用

本文简要叙述超精密加工刀具的特性,正确使用方法及其切削条件。可供从事超精密加工技术人员参考。     

刀具钝化对铣削GH4169表面粗糙度的影响

针对GH4169难加工材料,采用单因素实验法,研究了不同切削参数下刀具钝化对面粗糙度的影响,实验表明:使用钝化刀具加工形成的表面粗糙度较未钝化刀具有所下降,表面质量得以提高;切削深度由刃口半径的0.5倍变化到4倍时,表面粗糙度呈先减小后增大趋势,当切削深度是刃口半径的2倍时表面粗糙度最低.     

精密、超精密切削技术发展概况

我国在精密和超精密机床、精密切削刀具、超精密检测等精密切削的关键技术方面与德国、日本、美国等制造强国相比仍有很大的差距。随着机床和刀具技术的发展,精密切削技术将朝着更高精度(分子去除、原子去除、量子技术等)等方面发展。因此,要达到甚至超过国外精密切削技术水平,我们仍有很长的路要走,至少还需要20~30年的努力。