PCD刀具超精切削表面質量的研究
發(fā)布日期:2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽:3578
1 引言
|
2 試驗條件
- 刀具幾何參數
- 超精切削加工為微細加工,切削區(qū)集中于刃口附近的微小區(qū)域,刀具的鋒利程度對工件已加工表面質量具有舉足輕重的影響。因此,對于超精切削刀具,除宏觀幾何參數外,反映刀具鋒利度的刃口圓弧半徑是最重要的關鍵參數。圖1 所示為試驗所用PCD刀具刃口的SEM 照片,其刃口半徑約為0.5µm;試驗所用SPD刀具的刃口半徑也約為0.5µm。試驗用刀具的幾何參數如圖2所示。
圖2 試驗用刀具的幾何參數 - 切削條件
- 試驗機床:MSG-325 超精密車床
- 試驗刀具:PCD刀具,SPD刀具(超精加工用刀具)
- 工件材料:無氧銅
- 切削速度:v=1000r/min
- 進給量:(分別取不同值)
- 切削深度:ap=5µm
- 環(huán)境溫度控制:20 ± 0.1℃
- 冷卻方式:烴基冷卻液噴霧冷卻
- 試驗機床:MSG-325 超精密車床
3 測試結果
- 工件表面粗糙度
- 采用英國Taylor-Hobson 公司生產的Form Talaysurf表面輪廓儀測量工件已加工表面粗糙度,該儀器采用激光干涉?zhèn)鞲衅骱吞烊粏尉Ы饎偸筋^,測量精度較高。在不同進給量條件下切削無氧銅工件得到的表面粗糙度測量結果如圖3所示。
圖3 工件表面粗糙度測量值
圖4 工件表面顯微硬度測量值
圖5 工件表面殘余應力測量值 - 工件表面顯微硬度
- 采用HX-200型顯微硬度計,在加載50g條件下對采用不同進給量切削時的工件表面顯微硬度進行測量。圖4所示為用PCD刀具和SPD刀具切削加工得到的表面顯微硬度值隨進給量的變化曲線。
- 工件表面殘余應力
- 表面殘余應力測試條件:設備:RIGAKU數控X射線應力儀;電壓:20kV;電流:0.6mA;X射線照射面積:4×8mm2;應力常數:- 9.4;Ø角:0°,15°,30°,45°;步長:0.5°;(2q)min=145°;(2q)max=165°。采用PCD刀具和SPD刀具加工的工件表面殘余應力測試結果如圖5 所示。
4 測試結果分析
- 由圖3所示工件表面粗糙度試驗曲線可知,當進給量f≤4µm/r時,PCD刀具和SPD刀具加工出的工件表面粗糙度均可達到超精加工表面質量要求(Ra≤0.01um);
- 圖4所示表面顯微硬度測試結果表明,兩種刀具獲得的工件表面顯微硬度比較接近,都在HV105~HV125之間;
- 圖5所示工件表面殘余應力曲線表明PCD刀具和SPD刀具獲得的工件表面殘余應力均為壓應力,SPD刀具的加工表面殘余應力變化比較平穩(wěn)。
5 結論
- 在采用金剛石刀具的超精切削加工中,工件表面粗糙度、冷作硬化程度、表面殘余應力等表面質量指標是保證超精密零件高穩(wěn)定性和高可靠性的前提,應予以充分重視。
- PCD刀具在超精加工無氧銅(f≤4µm/r)時獲得的表面粗糙度、表面顯微硬度和表面殘余應力均非常接近。因此在超精切削加工中PCD刀具可在一定程度上替代SPD刀具。
上一篇:超硬刀具材料的發(fā)展與應用
下一篇:美國高速鋼刀具銷售額持續(xù)下滑
-
數控機床車刀維護與保養(yǎng)的主要內容
數控機床車刀維護與保養(yǎng)主要包括液壓系統(tǒng)、主軸潤滑系統(tǒng)、導軌潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)。日檢就是根據各系統(tǒng)的正常情況來加以檢測。如當進行主軸潤滑系統(tǒng)的過程檢測時,電源燈應亮,油壓泵應正常運轉,若電源燈不亮,則應保持主軸停止狀態(tài),與機械工程師
2015-08-03 -
數控車床對刀原理及對刀方法分析
對刀的含義的就是要在數控車床正常工作之前,先要確定好每一把刀具的位置,這樣才能保證車床的工作質量,在確定位置的時候就是要求刀偏值,也即在工件坐標系與數控車床坐標系中確定具體刀位點,這就需要選擇合適的數控車床參考點,并做好一系列的相關工作。
2015-07-30 -
數控車床可轉位刀具的結構特點和分類
(1) 數控車床可轉位刀具特點數控車床所采用的可轉位車刀,其幾何參數是通過刀片結構形狀和刀體上刀片槽座的方位安裝組合形成的,與通用車床相比一般無本質的區(qū)別,其基本結構、功能特點是相同的。但數控車床的加工工序是自動完成的,因此對可轉位車刀的要
2015-07-21 -
數控機床刀柄系統(tǒng)的選擇方法
工具系統(tǒng)的選擇是數控機床配置中的重要內容之一,因為工具系統(tǒng)不僅影響數控機床的生產效率,而且直接影響零件的加工質量。根據數控機床(或加工中心)的性能與數控加工工藝的特點優(yōu)化刀具與刀柄系統(tǒng),可以取得事半功倍的效果。 一、數控機床常用刀柄的分類
2015-07-06