钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真

借助有限元方法对切削钛合金时硬质合金刀具的磨损进行了仿真.首先,根据钛合金切削时刀具磨损机理,建立了能够综合反映粘结磨损、扩散磨损及磨粒磨损的磨损率模型;通过增大传热系数、平滑节点磨损值等方法,解决了刀具磨损过程中切削温度场的仿真、内部网格的调整及刀具表面轮廓的光滑处理等一系列问题,结合磨损子程序建立了预测刀具磨损的有限元模型.然后,通过切削实验对有限元模型的有效性进行了验证,结果表明:所建立的有限元模型能够较准确的预测刀具前刀面磨损及其磨损形貌.最后,对高速切削钛合金条件下的刀具耐用度进行了预测,预测结果表明:随着速度的增加,刀具会快速磨损,切削速度为300 m/min时刀具寿命仅为130 m/min时的1/3.因此,切削速度的选择要综合考虑切削效率与刀具寿命这两个因素.     

超硬刀具高速切削钛合金研究进展

国内要在超硬刀具高速切削钛合金关键技术方面取得突破,须通过进一步合理地选择刀具材料及几何参数,优选切削用量,针对不同的加工对象制定相应的加工工艺规范,最终高效率地加工出表面完整性优异的航空零件。     

TiAlN涂层刀具高速铣削GH4169刀具磨损形貌及机理分析

针对难加工镍基高温合金GH4169切削过程中刀具磨损严重、加工效率低下、成本高等问题,使用新型PVD-TiAlN涂层硬质合金刀具高速铣削GH4169,获得了刀具的磨损形貌.采用电子扫描显微镜(SEM)观测了刀具的磨损形貌,通过能谱分析仪(EDS)分析了磨损刀具表面的元素分布,并对刀具的主要磨损机理进行了分析.结果表明:TiAlN涂层刀具高速铣削GH4169时,刀具的磨损形态主要表现为微崩刃、微裂纹和剥落,刀具的磨损机理主要为粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损.     

高速切削刀具物理气相沉积涂层研究进展

涂层刀具是利用气相沉积方法在高强度的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面涂覆几个微米的高硬度、高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的,涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化和摩擦系数小等特性.涂层材料作为化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,减少了月牙洼磨损,提高了涂层刀具使用寿命和切削效率.高性能涂层刀具已成为现代刀具的标志,目前发达国家涂层刀具在刀具中所占比例已超过80％,并不断上升.     

高速切削刀具新技术

高速切削已经成为切削加工的主要发展方向。为真正实现切削加工的高速化,不仅要研究开发与高速切削相适应的刀具材料,还要不断改进刀具结构及刀具监控系统。本论坛汇集专家、用户和厂商等多方观点,力求为高速切削刀具的发展和应用提供一些借鉴。     

高速切削刀具系统

德国高速切削研究团队认为,高速切削的速度范围应该是传统切削速度的5-10倍.而实现高速切削可能涉及机床、刀具.工件、工艺参数等诸多方面的问题.     

TiN涂层硬质合金刀具切削奥氏体高锰钢的磨损破损研究

利用TiN涂层硬质合金刀具对奥氏体高锰钢进行了切削加工试验,分析了切削过程中的磨损、破损机理。     

钛合金端铣时硬质合金刀具磨损机理的研究

 在钛合金铣削加工的过程中,伴随着产生各种物理、化学现象,如变形、切削热、切削力、摩擦与磨损等。而它们之间又是相互联系、相互影响、相互作用。同时又以各自独立的物理、化学和机械现象表现出来。因此只有同时从各个方面对它们进行研究,才能深入揭示其本质。弄清其作用机理,从而去指导生产实践。     

振动切削的刀具磨损研究

在深孔加工中，给刀具（工件）施以低频轴向振动，成功地解决了切屑处理问题，降低了因切屑堵塞而引起的刀具破坏的可能性，但刀具的磨损寿命有所下降。     

新型TC21钛合金高速铣削加工中的刀具磨损研究

钛合金是航空航天工业中典型难加工材料,因其导热系数小,化学活性高,摩擦系数大,导致加工时,刀具磨损严重,严重影响了钛合金的加工效率和加工质量[1].因此,研究刀具的磨损机理,防止刀具过早、过多磨损,以便延长刀具的使用寿命显得非常重要. TC21钛合金是我国具有独立自主知识产权的第一个高强高韧损伤容限型钛合金[2],目前,国内同行仅对材料的物理、化学和力学性能进行了初步研究,在机械加工领域尤其是高速铣削[3]的研究还是一片空白.在实际加工中没有成熟的理论根据,只能不断摸索,总结优化.     

微织构刀具切削钛合金的研究进展

针对钛合金切削加工过程中切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,近年学者们尝试采用微织构刀具来解决。本文综述了微织构刀具在钛合金切削加工中的应用,分析了微织构刀具在改善表面质量,降低切削力、刀具磨损、摩擦因数和切削温度等方面的切削机理,并指出微织构刀具切削钛合金存在的问题。     

冷却润滑方式对CFRP/钛合金叠层制孔刀具磨损的影响

碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer, CFRP）和钛合金组成的叠层结构由于其优良的机械性能在航空航天领域得到了广泛的应用。为了延长刀具寿命,本文在CFRP/钛合金叠层低频振动钻削试验中采用中心吹气、微量润滑技术（Minimum quantity lubrication,MQL）、水基冷却液和液氮冷却方法,研究冷却润滑方式对钻削温度、轴向力与刀具磨损的影响。试验结果表明,使用中心吹气时加工温度最高,使用液氮时加工温度最低,液氮冷却时轴向力最大,而使用水基冷却液时轴向力最小。水基冷却液对延长刀具寿命的效果最好,达到了66个孔,而液氮冷却时最差,只有12个孔。刀具主要的磨损形式为粘结磨损和磨粒磨损。     

齿轮刀具向高速切削发展

把当前的高速切削水平实用化,使我国机加工整体切削效率提高1～2倍,缩小与工业发达国家的差距,是我们从事切削加工与刀具技术的专业人员在新世纪努力的目标和面临的重大挑战。     

硬质合金刀具高速铣削钛合金技术

与结构钢、不锈钢和高温合金相比,钛合金对表面损伤和缺陷具有更大的敏感性。钛合金在使用过程中,曾出现过许多断裂事故,其中绝大多数都与疲劳断裂有关,而钛合金零件的疲劳抗力对零部件的表面完整性特别敏感。因此,加工表面完整性及其对零部件使用性能的影响是目前钛合金零部件的制造者和使用者最关心的课题之一。     

基于纳米颗粒润滑的单点金刚石刀具磨损抑制技术

润滑是单点金刚石车削硬脆材料时的一个非常关键的因素,针对单点金刚石车床超精密加工单晶硅光学零件过程中刀具易磨损、加工精度一致性差等问题,提出了一种单点金刚石刀具磨损抑制技术,通过选用二硫化钼、石墨、铜、氧化铜等纳米颗粒作为润滑剂,在Ф25.4mm单晶硅平片上开展实验研究.结果表明,纳米颗粒的类型和质量分数对车削过程的润...     

钛合金切削加工特点及刀具材料选用

刀具材料的选择对于钛合金的加工有很大影响。加工钛合金的理想刀具材料必须同时具备较高的热硬度,良好的韧性、耐磨性,高的导热系数和较低的化学活性,在铣削时,刀具还应具有良好的抗冲击性。     

伊斯卡刀具在钛合金切削加工中的应用

伊斯卡公司开发出全系列的用于钛合金加工的铣削系列、车削系列和孔加工系列,这些刀具在加工主流钛合金时,其金属去除率可比平均水平高出40%以上。     

钛合金TB6刀具磨损铣削实验研究

使用硬质合金刀具对钛合金TB6进行正交铣削实验,对比分析不同切削参数下的刀具磨损情况,并用实验结果进行回归分析得到刀具磨损的回归公式。结果表明:刀具主要磨损在后刀面,其磨损大都呈现一条带状磨损带,在速度增大时大磨损带变长,刀具易发生脆性破损,且在刀具表面会出现钛合金粘连;对刀具耐用度的影响大小依次为切削速度、进给量、切削宽度和切削深度;刀具磨损回归方程具有良好的回归方差,能够很好的对刀具寿命进行预测。     

钛合金材料的切削加工及专用刀具开发

本文主要针对多种典型钛合金的车削、铣削和钛合金剥皮与平头等3种加工方式从高速切削加工中切削刀具、材料切削性能评价、切削加工机理、建模仿真及工艺优化等方面进行阐述。     

超声振动切削金属基复合材料的刀具磨损

用实验提示超声复合加工含有硬脆强化相如SiCp、Al2O3p、SiCw等的金属基复合材料,当比例较低时,能有效地减少刀具磨损,提高刀具的耐用度;比例较高时,效果不明显.