切削加工刀具磨损及其预测建模技术研究进展

刀具磨损不仅影响工件加工表面质量和加工精度,而且频繁地换刀还会降低加工效率、增加生产成本,通过研究刀具磨损机理,影响刀具磨损的因素以及刀具磨损预测模型建模技术,为降低刀具磨损提供技术支持。对切削加工过程中刀具磨损及其预测建模技术的研究进展进行了综述。首先,基于近年来刀具磨损机理研究进展,分别对几种主要刀具磨损机理的表现形式及特征进行了分析。其次,重点论述了切削加工过程中切削参数、刀具几何参数、刀具和工件材料特性及加工方法等因素对刀具磨损影响规律,总结分析了刀具磨损预测建模方法和形式。最后,结合制造业绿色节能的发展理念和高速发展的计算机技术,指出降低刀具磨损的加工方法和刀具磨损预测建模技术的未来发展方向。     

从第十二届模展看刀具发展趋势

2008年5月在上海举办的第12届国际模具展汇集了国内外众多著名刀具公司参展,展品包括新的刀具材料牌号、新型的刀具结构、刀具表面涂层技术和装备、工具系统及刀具装夹技术等,这些产品和技术代表了刀具工业发展的先进水平和刀具切削技术的发展趋势。     

计算机辅助刀具管理的探讨

从刀具的标准化和系列化管理、刀具室的计算机控制系统管理二方面阐述了计算机辅助刀具管理的方法与途径 ;总结了计算机辅助刀具管理的优势和前景。     

航空刀具信息网成立

航空刀具信息网成立今年５月１７日至２０日航空航天工具协会航空刀具委员会和３０１研究所在贵阳花溪联合组织召开了＂航空新刀具标准宣贯会＂。会上，与会代表和刀具委员会委员及专家们共同研究决定，组建＂航空刀具信息网＂和创办《航空刀具信息》网刊，以加强刀具行业...     

追求过硬进取无限——本刊主编刘柱与株洲钻石切削刀具股份有限公司总经理李屏先生对话

株洲钻石切削刀具股份有限公司(株硬刀具)生产的刀具作为国内最受欢迎的国产刀具品牌之一,其产品得到了市场的广泛认可,一些产品还达到了世界先进水平,其"钻石"品牌刀具享有良好的口碑和声誉.近日,本刊主编刘柱采访了株硬刀具总经理李屏先生,双方就该公司的产品研发、市场策略以及刀具行业发展现状和未来趋势等热点问题进行了全方位的交流.     

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.     

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.     

智能制造刀具管理系统及刀具剩余寿命监测功能开发

伴随智能制造技术的深入推进,刀具管理系统的功能根据用户业务需求在不断拓展。针对工艺设计后的刀具选购、使用直至报废等环节,基于"刀具流"开发了一款智能制造刀具管理系统,更精确地实现了刀具使用过程的数字化、网络化、智能化和可视化全生命周期管理。鉴于目前刀具状态监测技术的复杂和可靠性低等问题,在工程应用上提出了一种基于被加工工件表面粗糙度间接预测刀具剩余寿命的方法。整个系统在现场得到了良好应用。     

基于组件技术的NC刀具三维真实感显示及管理

介绍了NC刀具的三维显示技术及其管理;分析和搜集了数控加工常用的各种刀具,并对其归纳、分类、整理;利用参数化建立刀具数据库,由参数化来实现刀具二维图形的尺寸驱动和刀具的三维真实感显示,并可对刀具进行查询、添加和删除等操作,从而为虚拟制造技术提供技术支持。     

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。     

基于UG的硬质合金刀具数字化建模

以麻花钻和整体立铣刀两类硬质合金刀具为例,在分析刀具切削刃截面几何结构的基础上,建立其曲线方程,并利用UG数字化建模功能,实现两类刀具的三维模型建模。基于该建模方法,可以快速且准确地建立刀具三维模型,有效缩短了刀具设计和制造周期。同时,为其他材料和结构的刀具设计提供了一定的基础。     

正交切削刀具应力的有限元分析

应用有限元方法计算了正交切削刀具的应力.对正剪切和负剪切的应力分布进行了比较,分析了负剪切易引起刀具破损的原因;对刀具前角分别为 0°、10°、15°时的等效应力进行了对比,分析了刀具前角变化对刀具强度的影响.     

未来刀具

面对日益增多的难加工材料,刀具行业将把重点放在研发新的刀具材料和更合理的刀具结构上。高性能的刀具材料、精密和超精密加工刀具、适应性超强的柔性化刀具、高速切削刀具、环保型刀具将是未来刀具的主要发展方向。     

读来读往

成功举办的CIMES2012带来了世界机械加工行业的系列先进技术与产品,紧跟切削加工发展的新形势,本期特别推出了栏目异彩纷呈的刀具专刊。专稿中,山东大学李士鹏分析了MeSiN刀具涂层的研究现状及发展趋势;封面文章介绍了山特维克可乐满刀具在钛合金铣削方面的新进展;论坛分析了难加工材料切削加工的特点、刀具选择及发展趋势";刀具设计"、"刀具应用"、"刀具监测"及"技术前沿"栏目从科研单位、用户和厂商等多角度出发,分析了刀具设计、应用、监测的新技术及难点,并提出了解决     

基于域对抗门控网络的变工况刀具磨损精确预测方法

刀具磨损的精确预测对保证零件加工质量、提高生产效率和降低制造成本具有重要作用。在实际加工过程中,切削参数、刀具几何参数、刀具材料等工况复杂多变,工况信息和刀具磨损量对监测信号的耦合作用为刀具磨损的精确预测带来了很大挑战。针对以上问题,提出了一种基于域对抗门控网络（DAGNN）的变工况刀具磨损精确预测方法。引入工况分类网络并利用无磨损量标签样本,通过域对抗和门控过滤机制自适应地从不同工况的原始监测信号中提取表征刀具磨损且对工况变化不敏感的关键信号特征。对信号特征提取网络和刀具磨损预测网络进行迭代优化,从而实现变工况刀具磨损的精确预测。实验结果表明：相比已有的方法,本文方法能够利用少量带磨损量标签的目标工况样本实现刀具材料和刀具直径变化情况下的刀具磨损量精确预测,预测精度大幅提高。     

一种基于实例推理的刀具选配方法研究

为了快速准确地选择出合适的切削刀具,提出了一种基于实例推理的刀具选配方法,利用以往的经验和知识来解决新的刀具选择问题.重点研究了刀具选配实例的知识表示和检索匹配.最后举例验证了方法的可行性.     

广义螺旋运动与复杂回转刀具几何建模

 针对现代机械加工中广泛使用的复杂回转刀具,如模具铣刀、旋转锉、球形滚刀等,提出了任意回转面上的点和线的广义螺旋运动概念,并运用这一概念分别建立了复杂回转刀具广义螺旋线模型和广义螺旋面模型。该模型适用于任意回转刀具,克服了传统的螺旋运动概念和螺旋线、螺旋面理论只是针对圆柱形回转刀具的缺点。最后以球头刀具前刀面几何建模为例说明广义螺旋运动概念和复杂回转刀具几何建模方法的具体应用。     

PCBN刀具磨损性能的试验研究

对PCBN刀具车削淬硬钢、冷硬铸铁和复合材料等的磨损性能进行了试验研究,结果表明PCBN刀具的切削性能优于硬质合金与陶瓷刀具.近年来,PCBN刀具材料的制造工艺和综合力学性能有了很大的发展,它能有效地对黑色金属进行粗加工.     

单晶金刚石微型刀具的工艺技术研究

介绍了单晶金刚石微型刀具的应用和技术特点,研究探讨了单晶金刚石微型刀具的设计原理和制造工艺,并探究了用"金刚石磨金刚石"方法加工金刚石微型刀具的可行性和潜力.     

刀具涂层技术的新进展

涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了重大突破,它将刀具基体与硬质薄膜表层相结合,由于基体保持了良好的韧性和较高的强度,而硬质薄膜表层又具有高耐磨性和低摩擦系数,从而使刀具的性能得到大大提高.