DLC涂层立铣刀的磨损形态及机理分析
发布时间：2019-10-29 23:35
【摘要】：利用DLC涂层刀具对碳纤维增强复合材料(CFRP)进行铣削加工,研究刀具的主要磨损形态及磨损机理,分析刀具磨损对铣削力和铣削加工质量的影响规律。结果表明:DLC涂层刀具主要存在磨粒磨损和涂层剥落等磨损形态,而树脂黏附主要出现在涂层剥落区;随VB值的增大,分层因子F_d逐渐增大,且刀具进入急剧磨损阶段,F_d呈快速增大趋势;随VB值的增大,切削力增大趋势较为平缓,当VB值超过62μm时,切削力出现较明显增大;切向切削力F_y对分层因子F_d的影响显著,当径向切削力F_x超过192 N时,F_x对F_d的影响显著增强。
【图文】：
后的圆周刃通过扫描电镜（SEM）进行分析。试验装置和切削力测试系统，如图1所示。1.2加工质量和刀具磨损评价方法1.2.1加工质量评价方法在铣削过程中，槽两侧将产生撕裂和毛刺，这些加工缺陷将直接影响制品的质量。根据相关文献［13-14］的研究，切削区上表面的分层和纤维破坏情况便于观测，因此，以其作为衡量缺陷大小的因子，简称分层因子Fd，以此来表征制品表面的加工质量。Fd=Wmax/W。（1）式中：Wmax为槽两侧被破坏的最大宽度；W为槽的加工宽度。Wmax通过立体显微镜和图片处理软件测得。图2为铣削槽和分层因子的示意图。1.2.2刀具磨损评价方法刀具磨损以圆周刃后刀面的磨损最严重，将直接影响刀具的使用寿命和工件的加工质量，因此，试验主要以圆周刃后刀面的平均磨损带宽度（VB值，μm）来衡量刀具的磨损状况。2结果与分析2.1刀具磨损形态及其机理分析当铣削行程L达到9.0m时，切削区上表面出现严Fz槽前端壁立铣刀切削区上表面工件进给方向FyFxWmaxWa—槽各部位名称b—分层因子［13］图2铣削加工质量的评价Fig.2Evaluationofmillingqualityb—铣削力测量系统CNC主轴测力仪YDX-III9702铣刀工件电脑电荷放大器YE5850数据采集卡PCI-9118夹具图1试验装置和铣削力测试系统Fig.1Experimentalsetupandforcemeasuringsystem主轴刀具测力仪工件采集卡FzFy电脑电荷放大器DLC涂层立铣刀Fxa—试验装置32
?~8μm，纤维的体积分数为60%~65%。DLC涂层立铣刀是以YG类硬质合金为基体的4齿小螺旋角DLC涂层立铣刀（螺旋角β=10°），铣刀直径为6mm。在KVC1050M立式加工中心上采用无冷却方式进行铣盲槽试验，切削速度vc、进给量f和切削深度ap分别为86mm/min、0.1mm/r和3mm，每次走刀的铣削行程L均为100mm，每走刀5次对刀具的圆周刃后刀面和切削区上表面的缺陷进行一次观测，当切削区上表面出现严重缺陷时终止试验。在试验过程中，对刀具磨损前、后的圆周刃通过扫描电镜（SEM）进行分析。试验装置和切削力测试系统，如图1所示。1.2加工质量和刀具磨损评价方法1.2.1加工质量评价方法在铣削过程中，槽两侧将产生撕裂和毛刺，，这些加工缺陷将直接影响制品的质量。根据相关文献［13-14］的研究，切削区上表面的分层和纤维破坏情况便于观测，因此，以其作为衡量缺陷大小的因子，简称分层因子Fd，以此来表征制品表面的加工质量。Fd=Wmax/W。（1）式中：Wmax为槽两侧被破坏的最大宽度；W为槽的加工宽度。Wmax通过立体显微镜和图片处理软件测得。图2为铣削槽和分层因子的示意图。1.2.2刀具磨损评价方法刀具磨损以圆周刃后刀面的磨损最严重，将直接影响刀具的使用寿命和工件的加工质量，因此，试验主要以圆周刃后刀面的平均磨损带宽度（VB值，μm）来衡量刀具的磨损状况。2结果与分析2.1刀具磨损形态及其机理分析当铣削行程L达到9.0m时，切削区上表面出现严Fz槽前端壁立铣刀切削区上表面工件进给方向FyFxWmaxWa—槽各部位名称b—分层因子［13］图2铣削加工质量的评价Fig.2Evaluationofmillingqualityb—铣削力测量系统CNC主轴测力仪YDX-III9702铣刀工件电脑电荷?
【作者单位】： 湖南科技大学智能制造研究院;南京理工大学机械工程学院;
【基金】：“十二五”国防预研课题(62201060402) 博士启动基金(E56122)
【分类号】：TB332;TG54
本文编号：2553670
【图文】：
后的圆周刃通过扫描电镜（SEM）进行分析。试验装置和切削力测试系统，如图1所示。1.2加工质量和刀具磨损评价方法1.2.1加工质量评价方法在铣削过程中，槽两侧将产生撕裂和毛刺，这些加工缺陷将直接影响制品的质量。根据相关文献［13-14］的研究，切削区上表面的分层和纤维破坏情况便于观测，因此，以其作为衡量缺陷大小的因子，简称分层因子Fd，以此来表征制品表面的加工质量。Fd=Wmax/W。（1）式中：Wmax为槽两侧被破坏的最大宽度；W为槽的加工宽度。Wmax通过立体显微镜和图片处理软件测得。图2为铣削槽和分层因子的示意图。1.2.2刀具磨损评价方法刀具磨损以圆周刃后刀面的磨损最严重，将直接影响刀具的使用寿命和工件的加工质量，因此，试验主要以圆周刃后刀面的平均磨损带宽度（VB值，μm）来衡量刀具的磨损状况。2结果与分析2.1刀具磨损形态及其机理分析当铣削行程L达到9.0m时，切削区上表面出现严Fz槽前端壁立铣刀切削区上表面工件进给方向FyFxWmaxWa—槽各部位名称b—分层因子［13］图2铣削加工质量的评价Fig.2Evaluationofmillingqualityb—铣削力测量系统CNC主轴测力仪YDX-III9702铣刀工件电脑电荷放大器YE5850数据采集卡PCI-9118夹具图1试验装置和铣削力测试系统Fig.1Experimentalsetupandforcemeasuringsystem主轴刀具测力仪工件采集卡FzFy电脑电荷放大器DLC涂层立铣刀Fxa—试验装置32
?~8μm，纤维的体积分数为60%~65%。DLC涂层立铣刀是以YG类硬质合金为基体的4齿小螺旋角DLC涂层立铣刀（螺旋角β=10°），铣刀直径为6mm。在KVC1050M立式加工中心上采用无冷却方式进行铣盲槽试验，切削速度vc、进给量f和切削深度ap分别为86mm/min、0.1mm/r和3mm，每次走刀的铣削行程L均为100mm，每走刀5次对刀具的圆周刃后刀面和切削区上表面的缺陷进行一次观测，当切削区上表面出现严重缺陷时终止试验。在试验过程中，对刀具磨损前、后的圆周刃通过扫描电镜（SEM）进行分析。试验装置和切削力测试系统，如图1所示。1.2加工质量和刀具磨损评价方法1.2.1加工质量评价方法在铣削过程中，槽两侧将产生撕裂和毛刺，，这些加工缺陷将直接影响制品的质量。根据相关文献［13-14］的研究，切削区上表面的分层和纤维破坏情况便于观测，因此，以其作为衡量缺陷大小的因子，简称分层因子Fd，以此来表征制品表面的加工质量。Fd=Wmax/W。（1）式中：Wmax为槽两侧被破坏的最大宽度；W为槽的加工宽度。Wmax通过立体显微镜和图片处理软件测得。图2为铣削槽和分层因子的示意图。1.2.2刀具磨损评价方法刀具磨损以圆周刃后刀面的磨损最严重，将直接影响刀具的使用寿命和工件的加工质量，因此，试验主要以圆周刃后刀面的平均磨损带宽度（VB值，μm）来衡量刀具的磨损状况。2结果与分析2.1刀具磨损形态及其机理分析当铣削行程L达到9.0m时，切削区上表面出现严Fz槽前端壁立铣刀切削区上表面工件进给方向FyFxWmaxWa—槽各部位名称b—分层因子［13］图2铣削加工质量的评价Fig.2Evaluationofmillingqualityb—铣削力测量系统CNC主轴测力仪YDX-III9702铣刀工件电脑电荷?
【作者单位】： 湖南科技大学智能制造研究院;南京理工大学机械工程学院;
【基金】：“十二五”国防预研课题(62201060402) 博士启动基金(E56122)
【分类号】：TB332;TG54
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1 陈俊杰;TiN气相沉积涂层的摩擦磨损性能研究[D];江南大学;2008年
本文编号：2553670
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