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刀具涂層的案例

數控刀具材料及選用大全,再也不用盲目選刀了。
陶瓷刀具材料性能上存在著抗彎強度低、沖擊韌性差問題,不適于在低速、沖擊負荷下切削。 4.涂層刀具材料的性能和特點及刀具的應用 對刀具進行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一。涂層刀具的出現,使刀具切削性能有了重大突破。涂層刀具是在韌性較好刀體上,涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物,它將刀具基體與硬質涂層相結合,從而使刀具性能大大提高。涂層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。 新型數控機床所用切削刀具中有80%左右使用涂層刀具涂層刀具將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種。 ⑴ 涂層刀具的種類 根據涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右; 根據涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。 根據涂層材料的性質,涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性,其主要優點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層。“軟”涂層刀具追求的目標是低摩擦系數,也稱為自潤滑刀具,它與工件材料的摩擦系數很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。 最近開發了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合(如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑性能,適合于高速干切削。
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數控刀具材料及選用大全,再也不用盲目選刀了。
新型數控機床所用切削刀具中有80%左右使用涂層刀具涂層刀具將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種。 ⑴ 涂層刀具的種類 根據涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右; 根據涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。 根據涂層材料的性質,涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性,其主要優點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層。“軟”涂層刀具追求的目標是低摩擦系數,也稱為自潤滑刀具,它與工件材料的摩擦系數很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。 最近開發了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合(如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑性能,適合于高速干切削。 ⑵ 涂層刀具的特點 涂層刀具的性能特點如下: ①力學和切削性能好:涂層刀具將基體材料和涂層材料的優良性能結合起來,既保持了基體良好的韌性和較高的強度,又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低摩擦系數。因此,涂層刀具的切削速度比未涂層刀具可提高2倍以上,并允許有較高的進給量。涂層刀具的壽命也得到提高。 ② 通用性強:涂層刀具通用性廣,加工范圍顯著擴大,一種涂層刀具可以代替數種非涂層刀具使用。 ③涂層厚度:隨涂層厚度的增加刀具壽命也會增加,但當涂層厚度達到飽和,刀具壽命不再明顯增加。
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刀具基本知識,看這一篇就夠了
陶瓷刀具適用于切削加工各種鑄鐵(灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵)和鋼材(碳素結構鋼、合金結構鋼、高強度鋼、高錳鋼、淬火鋼等),也可用來切削銅合金、石墨、工程塑料和復合材料。 陶瓷刀具材料性能上存在著抗彎強度低、沖擊韌性差問題,不適于在低速、沖擊負荷下切削。 4.涂層刀具材料 對刀具進行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一。涂層刀具的出現,使刀具切削性能有了重大突破。涂層刀具是在韌性較好刀體上,涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物,它將刀具基體與硬質涂層相結合,從而使刀具性能大大提高。涂層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。 新型數控機床所用切削刀具中有80%左右使用涂層刀具涂層刀具將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種。 ⑴ 涂層刀具的種類 根據涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右; 根據涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。 根據涂層材料的性質,涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和 ‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性,其主要優點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層
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【機械加工】刀具為什么要故意進行“鈍化”?
加工中心使用的數控刀具不是越快越好嗎,為什么要進行鈍化處理呢?其實,刀具鈍化并不是大家字面理解的意思,而是提高刀具使用壽命的方式。 通過平整、拋光、去毛刺等工序提高刀具質量。這其實是刀具在精磨之后,涂層之前的一道正常工序。 何謂刀具鈍化? 通過對刀具進行去毛刺,平整,拋光的處理、從而提高刀具質量和延長使用壽命。刀具在精磨之后,涂層之前的一道工序,其名稱目前國內外尚不統一,有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準備”或“ER(Edge Radiusing)處理”等。 為什么要進行刀具鈍化? 經普通砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴展,加快刀具磨損和損壞。 現代高速切削加工和自動化機床對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是涂層刀具涂層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。 刀具鈍化的目的 刃口鈍化技術,其目的就是解決刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。 刀具鈍化的主要效果 刃口的圓化:去除刃口毛刺、達到精確一致的倒圓加工。 刃口毛刺導致刀具磨損,加工工件的表面也會變得粗糙,經鈍化處理后,刃口變得很光滑,極大減少崩刃,工件表面光潔度也會提高。 對排削槽的拋光處理 對刀具凹槽均勻的拋光,提高表面質量和排削性能。 槽表面越平整光滑,排屑就越好,就可實現更高速度的切削。同時表面質量提高后,也減小了刀具與加工材料咬死的危險性。
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刀具涂層圖1
刀具為什么要故意進行“鈍化”?
涂層的拋光 去除刀具涂層后產生的突出小滴,提高表面光潔度、增加潤滑油的吸附。 涂層后的刀具表面會產生一些微小的突出小滴,提高了表面粗糙度,使得刀具在切削過程容易產生較大的摩擦熱,降低切削速度。經過鈍化拋光后,小滴被去除,同時留下了許多小孔,在加工時可以吸附更多的切削液,使得切削時產生的熱量大大減少,可以極大得提高切削加工的速度
刀具為什么要故意進行“鈍化”?十年老師傅都不一定懂懂!
通過平整、拋光、去毛刺等工序提高刀具質量。這其實是刀具在精磨之后,涂層之前的一道正常工序。 何謂刀具鈍化? 通過對刀具進行去毛刺,平整,拋光的處理、從而提高刀具質量和延長使用壽命。刀具在精磨之后,涂層之前的一道工序,其名稱目前國內外尚不統一,有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準備”或“ER(Edge Radiusing)處理”等。 為什么要進行刀具鈍化? 經普通砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴展,加快刀具磨損和損壞。 現代高速切削加工和自動化機床對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是涂層刀具涂層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。 刀具鈍化的目的 刃口鈍化技術,其目的就是解決刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。 刀具鈍化的主要效果 刃口的圓化:去除刃口毛刺、達到精確一致的倒圓加工。 刃口毛刺導致刀具磨損,加工工件的表面也會變得粗糙,經鈍化處理后,刃口變得很光滑,極大減少崩刃,工件表面光潔度也會提高。 對排削槽的拋光處理 對刀具凹槽均勻的拋光,提高表面質量和排削性能。 槽表面越平整光滑,排屑就越好,就可實現更高速度的切削。同時表面質量提高后,也減小了刀具與加工材料咬死的危險性。并可減少40%的切削力,切削更流暢。 涂層的拋光 去除刀具涂層后產生的突出小滴,提高表面光潔度、增加潤滑油的吸附。
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中南大學:泡沫金剛石領域兩項突破性進展!
該團隊在加強應用基礎研究的同時,著眼于國家科技需求,積極響應“中國制造2025”和“創新驅動經濟發展轉型升級”的號召,圍繞金剛石在污水處理、先進熱管理材料、涂層刀具和生物傳感器等領域的應用,發表SCI論文80余篇,申報中國發明專利32項(已授權26項),國際PCT發明專利2項,并成功將相關研究成果及時進行了技術孵化與應用。自主研制的“化學氣相沉積設備及其配套技術”4項專利技術、“化學氣相沉積金剛石涂層刀具和模具系列產品及其工業化生產技術”5項專利技術和“廢水處理用硼摻雜金剛石電極及其工業化生產技術”3項專利技術先后完成了技術孵化,成為目前國內唯一一家可實現硼摻雜金剛石電極大面積、規模化制備的科研單位,相關裝置和產品已開展規模化生產和市場推廣。(來源:中南大學)
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刀具磨損基礎知識介紹
對于切削溫度較高的加工場合(如干式切削),通常應該首選硬度較高的刀具材料。在可以觀察到刀具產生熱裂紋的加工場合(在銑削加工中最常見),建議選用耐熱沖擊性能較好的刀具材料。 對刀具基體材料的優化改進可以提高刀具的切削性能。例如,伊斯卡(Iscar)公司用于加工鋼件的SumoTec刀片牌號的基體材料具有較好的抗塑性變形能力,從而能減小硬脆的刀片涂層產生微裂紋的可能性。通過對SumoTec刀片的二次加工,減小了其涂層的表面粗糙度和微裂紋,從而降低了刀片表面的切削熱以及由此引起的塑性變形和微裂紋。此外,一種加工鑄鐵用刀片的新型基體具有更好的耐熱性,從而可以采用更高的切削速度進行加工。 04.選擇正確的涂層 涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術包括: (1)氮化鈦(TiN)涂層:這是一種通用型PVD和CVD涂層,可以提高刀具的硬度和氧化溫度。 (2)碳氮化鈦(TiCN)涂層:通過在TiN中添加碳元素,提高了涂層的硬度和表面光潔度。 (3)氮鋁鈦(TiAlN)和氮鈦鋁(AlTiN)涂層:氧化鋁(Al2O3)層與這些涂層的復合應用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高,與鈦含量較高的TiAlN涂層相比,具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。 (4)氮化鉻(CrN)涂層:這種涂層具有較好的抗粘結性能,是對抗積屑瘤的首選解決方案。 (5)金剛石涂層:金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能,非常適合加工石墨、金屬基復合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件,因為它與鋼的化學反應會破壞涂層與基體的粘附性能。 近年來,PVD涂層刀具的市場份額有所擴大,其價格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5-15μm,而PVD涂層的厚度約為2-6μm。
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深鑫精密:齒輪加工技術的發展
但是,硬質合金滾刀在歐洲的應用程度仍然不高,這是由于隨著新型的高速鋼材料及高性能刀具涂層技術的發展,硬質合金滾刀與高速鋼滾刀在滾齒時間上的差距可被控制在15%左右;硬質合金滾刀價格較高,若齒輪工件數量不足夠多,使用硬質合金滾刀的成本會很高;再者,使用硬質合金滾刀時要特別小心,而且滾切參數和相應滾齒程序要編制得很細致,只有現代滾齒機才能使用硬質合金滾刀正確滾齒,而若要更新滾齒設備,則需要巨大的投資。 齒輪干切加工則是另外一回事。由于環保要求及處理冷卻廢液的費用很高,歐洲、美國和日本的用戶在選擇時一般會考慮干切滾齒;而在中國、印度等發展中國家,控制污染雖然也是一個迫切的要求,但需要時間。一旦社會對污染問題的控制日益嚴格后,齒輪干切加工也將會迅速發展起來。 這首先要把一種行業與另一種行業區分開來。比方說,汽車工業使用的齒輪絕大多數還依靠剃齒進行加工。有些企業也會對后端傳動裝置齒輪進行磨削加工,這僅僅是為了消除環形圓柱齒輪上發生的任何變形。上述提到的齒輪加工時間減少,主要歸功于新型齒輪刀具、現代齒輪機床的發展及由此帶來的精加工余量大幅減少和磨前齒輪質量的提高。另外,與磨齒機相比,現代數控剃齒機常是價半功倍,可獲得熱處理前的高精度齒輪等級(高達DIN5-6等級);而且與齒輪螺紋磨床磨削相比,加工周期也較短。 對于汽車工業的齒輪,尤其是那些用在自動變速器的小齒輪,我們可以將剃齒加工后熱處理造成的變形控制在幾個微米;另外,通過齒形和齒向的修正有助于補償變形。由于現代剃刀刃磨機的出現,如Samputensili公司所產生的S400GS,齒形、齒向兩個參數可快速簡單修形;批量生產的時候,剃齒加工比磨削的好處多許多,相比較而言,剃齒既能保證品質,價格又合理。 齒輪的品質要求越來越高,變速噪音要求越來越低。
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高速銑加工的那些錯誤觀念,看完終于明白了!
選擇刀具的標準: 1)直徑(根據工件幾何尺寸、精度) 2)類型(粗加工、精加工、開槽、3D輪廓、邊緣加工…) 3)形狀(球刀、圓鼻刀、多刃銑刀 ..) 4)材料(高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN) 5)刀具涂層 (TiN、TiCN、TiAlN …) 6)品質(徑向跳動,形狀精度, 動平衡, 剛性) (2)高速主軸 實際上,高速的主軸就像F1賽車內的引擎高轉速與高動力。 主軸大略可分為兩種規格: 1)有軸承的=> 高扭力,目前最高速度能達到5.4萬轉。 2)無軸承的(氣體帶動)=>低扭力,但轉速非常快(>100krpm) 。 高扭力容許較大材料的切削,使用較大的刀具與較硬的材料。高轉速容許較快的切削速率與達到HSM的效果。加微信:Yuki7557 送宏程序教程一份 (3)高動態性能的各軸 實際上,機器本身的床臺結構就好比車子的底盤,強壯安全的吸收沖擊與震動。 傳統的硬軌可以通過機臺上的調整來獲得較佳的精度,但是它無法達到線性滑軌所能達到的高速加工。高速的各軸及堅固的床身結構,加速度是關鍵因素,高加速度的各軸減少時間上的浪費,更好的切削表面,刀具磨損低。 (4)高速銑削控制器CNC 實際上,控制器如同駕駛員,它的操作技能決定了賽車的勝負它需要有前瞻性、靈敏度和快速的反應能力。 (5)高速銑削的CAM加工策略 實際上,有許多條路可以從一點到達下一個點,可是所有的路徑都會在速度,表面等產生不同的效果。
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刀具專家們如何解決及對策
3 肯納金屬 Kennametal-Stellram車削刀具   不銹鋼材料因表面加工硬化嚴重、切削力大、切削溫度高、切屑不易折斷、刀具磨損快、工件線膨脹系數高等加工特點造成了它的可切削加工性較差,與碳鋼材料相比,其可加工性下降將近50%。針對不銹鋼的這些加工特點,加工不銹鋼的刀具在選擇上不但要考慮刀具材料的韌性,同時還有選擇刀具就有較大的切削前/后角及鋒利的切削刃口,同時切削刀具涂層材料也主要選取了物理沉積法涂層獲得更光滑的刀具切削表面,以減小切削力。   Kennametal-Stellram的車削刀具產品從材料和刀具結構及刀具涂層三個方面入手,針對不銹鋼材料做了專門而深入的特殊設計,成為不銹鋼材料卓越的領跑者。Kennametal-Stellram車削刀具基體材料中含有非常耐磨的化學成分,同時根據加工性質配備了不同的斷屑槽結構,無論是粗加工還是精加工,具有高耐磨性、高韌性的刀具都表現出其卓越的加工性能,其產品以高效率和高壽命受到廣大的使用客戶的信賴。 Kennametal-不銹鋼車刀    加工實例   零件名稱:閥芯。   零件材料:316L不銹鋼。   冷卻方式:外部乳化液。   加工類型:車削外圓及端面。   機床:數控車床   刀桿:MCLNR2525M12。   刀片:CNMG120412E-4E。   切削參數:vc=120m/min,f=0.25mm/r,ap=2.5mm,l=50×23mm,加工直徑為150mm。
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刀具涂層圖2
高速銑加工的那些錯誤觀念,看完終于明白了!
選擇刀具的標準: 1)直徑(根據工件幾何尺寸、精度) 2)類型(粗加工、精加工、開槽、3D輪廓、邊緣加工…) 3)形狀(球刀、圓鼻刀、多刃銑刀 ..) 4)材料(高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN) 5)刀具涂層 (TiN、TiCN、TiAlN …) 6)品質(徑向跳動,形狀精度, 動平衡, 剛性) (2)高速主軸 實際上,高速的主軸就像F1賽車內的引擎高轉速與高動力。 主軸大略可分為兩種規格: 1)有軸承的=> 高扭力,目前最高速度能達到5.4萬轉。 2)無軸承的(氣體帶動)=>低扭力,但轉速非常快(>100krpm) 。 高扭力容許較大材料的切削,使用較大的刀具與較硬的材料。高轉速容許較快的切削速率與達到HSM的效果。 (3)高動態性能的各軸 實際上,機器本身的床臺結構就好比車子的底盤,強壯安全的吸收沖擊與震動。 傳統的硬軌可以通過機臺上的調整來獲得較佳的精度,但是它無法達到線性滑軌所能達到的高速加工。高速的各軸及堅固的床身結構,加速度是關鍵因素,高加速度的各軸減少時間上的浪費,更好的切削表面,刀具磨損低。 (4)高速銑削控制器CNC 實際上,控制器如同駕駛員,它的操作技能決定了賽車的勝負它需要有前瞻性、靈敏度和快速的反應能力。 (5)高速銑削的CAM加工策略 實際上,有許多條路可以從一點到達下一個點,可是所有的路徑都會在速度,表面等產生不同的效果。 學無止境,沒有最好,只有更好。
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氮化硼在電子工程,冶金及激光技術中的應用
例如,在金屬切削加工中,氮化硼可以作為刀具涂層材料,提高刀具的耐磨性和使用壽命。此外,氮化硼還可以作為磨料、研磨劑等加工輔助材料,提高加工效率和表面光潔度。 三、氮化硼在激光技術中的應用 1. 激光加工:氮化硼可以用作激光加工的靶材,通過高能激光束的照射,可以實現氮化硼材料的快速切割、打孔、焊接等加工操作。這種加工方式具有高精度、高效率和高柔性的特點,在微納制造、集成電路制造等領域有廣泛應用。 2. 激光雷達:氮化硼可以作為激光雷達的介質材料,用于目標探測、距離測量和速度測量等應用。由于其高透過率和穩定性,氮化硼能夠有效地傳遞激光信號,提高雷達系統的精度和可靠性。 3. 激光光譜學:氮化硼在激光光譜學中可以作為樣品池材料,用于檢測和分析物質的吸收光譜、發射光譜等特性。由于其化學穩定性和熱穩定性,氮化硼能夠保護樣品免受激光輻射的損傷,提高光譜測量的準確性和可靠性。 4. 激光顯示:在激光顯示領域,氮化硼可以作為藍光轉換材料,通過吸收藍光激光束并將其轉換成所需的波長,實現高色域和高亮度的顯示效果。這種顯示技術具有高清晰度、高亮度和低能耗等優點,在投影顯示、顯示器制造等領域有廣泛應用。
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金屬切削過程宏觀和微觀尺度有限元仿真進展
圖3 J-C本構模型及其修正模型 圖4 二維和三維有限元建模損傷模型及其適用性 圖5 損傷其實和損傷演化階段物理量的變化 2)綜述了宏觀切屑形態、切削力、刀具磨損、殘余應力的建模方法和它們對刀具壽命和工件表面質量影響的有限元分析,通過改進模型進而提高各變量仿真預測準確性。 a) 切屑形成的有限元模型為刀具與工件相互作用提供更全面的理解。同時,真實描述切屑形成和分離過程材料的損傷演化情況,是提高仿真預測準確性研究的另一目標。 b) 如圖6所示,在學者現有的研究結果基礎上,建立更準確的有限元模型。將有限元仿真與新技術的結合提高仿真結果準確性的方法也是未來研究的新方向。 圖6 從仿真精度和時間尺度總結切削力的有限元仿真進展 c)刀具磨損的產生原因、分布和影響因素的仿真研究,為改善刀具表面的摩擦、磨損和失效性能,提高刀具有效壽命提供依據。 d)切削過程中的應力不能在所需的時間和空間分辨率中測量,而有限元仿真可以很好的研究殘余應力的變化和分布情況,如圖7所示。 圖7 不同類型殘余應力的有限元仿真模型 3)回顧了在微觀切削過程中,建立有限元模型模擬材料去除機制,重點介紹了切屑形成中未切削切屑厚度,微切削力,微刀具磨損,微切削殘余應力和微觀組織演化的有限元建模與宏觀切削的區別。 a)考慮尺寸效應,進一步研究從塑性變形到剪切的臨界狀態,對工件表面質量的提高具有重大意義,如圖8所示。 圖8 切削力系數、比切削力、切削力等隨未切削切屑厚度和切削刃半徑的變化 b)在微銑削加工中,微銑刀剛度相對較差,導致它對切削力非常敏感,如圖9所示。 圖9 微銑削中切削條件對切削力影響的有限元模型 c)刀具刃口半徑、刀具磨損、刀具涂層和微觀尺度材料均勻性等對于微銑削質量的影響不可忽略。
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ABAQUS金屬切削實例
同時切削質量受到刀具形狀、切屑流動、溫度分布、熱流和刀具磨損等影響,切削表面的殘余應力和殘余應變嚴重影響了工件的精度和疲勞壽命。利用傳統的解析方法,很難對切削機理進行定量的分析和研究。計算機技術的飛速發展使得利用有限元仿真方法來研究切削加工過程以及各種參數之間的關系成為可能。近年來,有限元方法在切削工藝中的應用表明,切削工藝和切屑形成的有限元模擬對了解切削機理,提高切削質量是很有幫助的。這種有限元仿真方法適合于分析彈塑性大變形問題,包括分析與溫度相關的材料性能參數和很大的應變速率問題。ABAQUS作為有限元的通用軟件,在處理這種高度非線性問題上體現了它獨到的優勢,目前國際上對切削問題的研究大都采用此軟件,因此,下面針對ABAQUS的切削做一個入門的例子,希望初學者能夠盡快入門,當然要把切削做好,不單單是一個例子能夠解決問題的,隨著深入的研究,你會發現有很多因素影響切削的仿真的順利進行,這個需要自己去不斷探索,在此本人權當拋磚引玉,希望各位切削的大神們能夠積極探討起來,讓我們在切削仿真的探索上更加精確,更加完善。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 切削參數:切削速度300m/min,切削厚度0.1mm,切削寬度1mm 尺寸參數:本例作為入門例子,為了簡化問題,假定刀具為解析剛體,因為在切削過程中,一般我們更注重工件最終的切削質量,如應力場,溫度場等,尤其是殘余應力場,而如果是要進行刀具磨損或者涂層刀具失效的分析的話,那就要考慮建立刀具為變形體來進行分析了。 工件就假定為一個長方形,刀具設置前角10°,后角6°,具體尺寸見INP文件。
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