PCBN超硬刀具加工蠕墨铸铁切削性能研究

发布时间：2017-11-05 17:24

  本文关键词：PCBN超硬刀具加工蠕墨铸铁切削性能研究

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【摘要】：蠕墨铸铁兼有灰铸铁的良好铸造性能和球墨铸铁的高强度及耐磨性,在高功率汽车发动机中有较多的应用。但蠕墨铸铁强度高,韧性好,其中含有的TiC等高硬度硬质点会引起普通硬质合金刀具严重磨损,刀具寿命低。本文使用PCBN超硬材料刀具切削蠕墨铸铁,研究了切削参数、刀尖圆弧半径、倒棱参数、刀片材质等因素对切削力、切削温度及表面粗糙度的影响,并观察了刀具的磨损形貌及对刀具磨损的机理进行了研究,最后还对蠕墨铸铁切屑的宏观和微观形貌及切屑的锯齿化程度进行了观察和研究。PCBN超硬材料刀具切削蠕墨铸铁的切削力及切削温度试验表明：三个切削力中主切削力最大,轴向力次之,径向力最小,随着切削速度的增大,整体呈增加趋势。随进给量、切削深度、刀尖圆弧半径的增大,切削力呈现增长的趋势,其中切削深度的增加对切削力的影响较为显著；相同条件下的四种刀片材质由于CBN含量和粒度的不同,切削力有所不同,CBN含量越高及粒度越小,切削力越小。切削参数中径向切深对切削温度的影响最大,其次是切削速度,进给速度增加时切削温度变化很小。刀具寿命及粗糙度测量试验表明：三种切削参数对刀具寿命的影响,切削速度最大,进给量次之,切削深度的影响最小,切削速度在340-500m/min之间、f=0.1mm/min、ap=0.5mm时,刀具在获得较高的切削效率的同时还有较长的寿命,又不至于使系统产生较大的振动。PCBN刀具切削蠕墨铸铁材料时,月牙洼磨损普遍存在于前刀面,其主要磨损机理为氧化磨损和粘着磨损,BT9000和BNS800由于结合剂均为AlN,而工件中的Si与刀具中的Al、N及空气中的O会反应形成SiAlON,因此氧化磨损和粘着磨损在这两种刀具中较为严重。涂层刀具BNC500主要为氧化磨损和粘着磨损,但磨损程度较轻。BN7000刀具由于结合剂中含有W元素,抑制了刀具的氧化磨损,磨粒磨损是其主要磨损机理。刀具后刀面的磨损主要来自于磨粒磨损。切屑分析试验表明：切屑的主要形式为带状切屑和锯齿状切屑,切削速度影响切屑的卷曲程度,切削深度对切屑的宏观形状有较大影响,切削深度较小时,切屑多为细碎状,而随着切削深度的增加,切屑毛刺增多且切屑宽度增加,切屑的锯齿状明显。随着切削速度增大,锯齿化程度先缓慢增大再急剧增大。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG71

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本文编号：1145184