切削速度对CrN涂层刀具铣削饰面刨花板表面质量及磨损的影响

针对饰面刨花板铣削过程中铣削表面质量低及刀具磨损过快的特点,本文采用CrN涂层硬质合金刀具对饰面刨花板进行了低高速铣削试验。对切削过程中的铣削表面质量及刀具磨损形态和磨损原因进行了分析研究。试验结果表明:低速切削条件下,饰面刨花板铣削表面极易产生毛刺和凹坑;高速切削条件有助于降低饰面刨花板铣削表面粗糙度和提高表面质量;低速切削条件下,CrN涂层硬质合金刀具的磨损主要是在后刀面切削刃口处出现了微小的崩刃,磨损原因为磨料磨损;高速切削条件下,CrN涂层硬质合金刀具的磨损主要是在后刀面切削刃口处,表现为涂层剥落和基体磨损,这种涂层的早期剥落及基体磨损造成了涂层刀具早期失效。因此,可以认为高速切削虽然大幅度提高了饰面刨花板铣削效率和表面质量,但是也同时加快了CrN涂层刀具的早期失效。     

陶瓷刀具车削木质复合材料的切削性能

采用Ti C增韧氧化铝陶瓷木工刀具分别对纤维板和胶合板进行端面车削,利用Kistler测力仪测量其动态切削力,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对刀具前后刀面进行微观结构观察和磨损机理分析,以揭示陶瓷木工刀具的切削性能。试验结果表明:陶瓷木工刀具端面车削木质复合材料时,平行进给方向的切削分力FY和垂直进给方向的切削分力FZ随着主轴转速的增大而减小,随着进给量的增大而增加;车削胶合板产生的切削合力FR高于车削纤维板产生的切削合力FR;在相同切削条件下,陶瓷刀具车削胶合板产生的磨损明显比车削纤维板产生的磨损严重;陶瓷刀片的主要磨损形式是崩刃和后刀面磨损,磨损机理主要是磨粒磨损和粘结磨损。     

ADC12铝合金切削性能仿真研究

ADC12铝合金广泛应用于航空航天和汽车制造领域，为了研究ADC12铝合金的切削加工性能，利用ABAQUS建立ADC12铝合金的二维正交切削有限元仿真模型，并进行合理的工件和刀具材料参数以及本构模型设置，研究仿真切削阻力与刀具前角、后角、进给速度以及切削深度的关系。仿真结果表明：切削速度取值应尽量大于300 m/min或者小于100 m/min;去除材料的厚度较大时，为了避免刀具磨损过快，可以进行多次切削；切削加工时可以适当加大刀具前角，刀尖前角可以取10°～15°;后角取值在8°左右可以降低切削阻力。     

木质复合材料加工刀具磨损研究进展

由于优质天然木材资源的日益缺乏,人造木质板材已被消费者广泛接受和使用。其中,木质复合材料具有天然植物纤维和高分子聚合物这两种不同材料所包含的双重性能,是目前最受青睐的高性能材料之一。木质复合材料通常采用熔融挤出或热压复合而直接成型为型材、板材或其他制品,但对于具有特殊型面、尺寸和装配要求的产品往往需要进行二次加工(如车削、铣削、钻削等)。然而,受木质复合材料各向异性和非均匀性等特性的影响,在加工过程中其切削性能不像金属类各向同性的材料表现出很强的规律性,刀具易产生黏着、剥落、氧化等问题,造成刀具严重磨损,大大降低了刀具寿命和工件加工质量。因此,国内外许多研究人员对木质复合材料加工刀具的磨损进行了研究,以寻求最佳的加工参数和刀具材料提高工件的加工工艺性和经济性。笔者对近几十年来木质复合材料加工过程中刀具磨损的问题进行了深入分析,就刀具的摩擦特性、磨损因素(切削参数、工件材料、刀具材料和几何参数、加工环境)、磨损在线监测等方面对刀具的磨损规律进行了总结,并探讨了未来的研究方向。     

木材及木质材料切削刀具刃口磨损模型的建立

在木材和木质材料的切削加工的过程中,刀具刃口磨损是相当复杂的。文中对刀具的磨损进行了详细的描述, 引入刀尖磨损值SV、磨损宽度B、磨损程度h1、微小后角αm、以及磨损体积V等概念,建立了木材及木质材料切削刀具刃口磨损的模型。指出用专门磨损量可以描述一对刀具／工件的磨损特性。     

陶瓷刀具铣削高密度纤维板的磨损分析研究

本试验采用TiC增韧Al_2O_3陶瓷木工刀具对高密度纤维板HDF进行逆铣加工,通过Kistler测力仪进行动态切削力测量,通过扫描电镜(SEM)观察陶瓷刀具的前、后刀面的微观结构,利用能谱仪(EDS)对刀具前、后刀面的磨损微区进行了成分及其含量的分析,揭示了陶瓷木工刀具的铣削磨损机理。研究结果表明:陶瓷木工刀具的切削力随着切削速度的增大而减小、随着加工长度的增大而增大;陶瓷木工刀具切削高密度纤维板主要的磨损形式是:崩刃、后刀面磨损,磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘结磨损。     

大果紫檀红木铣削加工特性研究

用3种不同的刀具分别对大果紫檀红木进行铣削加工,研究在不同的切削深度(a_p)、不同转速(n)和不同进给速度(v_w)下铣削力的特点,并观察这3种不同加工参数下、不同刀具铣削后大果紫檀红木切屑的形貌。实验结果表明:大果紫檀红木在3种刀具的铣削过程中,随着切削深度、进给速度的增加,刀具在X、Y、Z方向的力不断增加;随着转速的增加,X、Y、Z方向的力不断减小。因此为了提高大果紫檀红木的加工效率,应在增大切削深度与进给速度的情况下,同时提高转速来降低铣削过程的铣削力。研究铣削后大果紫檀红木的切屑形貌,发现切屑形貌主要受切削深度的影响,同时还与刀具的齿数有关,但受刀具材质的影响较小。     

整体硬质合金螺旋木工铣刀的合理选用

从刀具旋向特点、加工方式、切削参数以及刀具磨损等方面介绍整体硬质合金螺旋木工铣刀的应用和选择。     

木工刀具硬质合金应用现状和发展趋势

介绍了木材切削加工用硬质合金刀具材料的性能以及研究和应用现状,重点阐述了涂层硬质合金的研究成果和应用领域。结合木材和木质复合材料切削加工特点,探讨硬质合金木工刀具在木材加工工业中应用的可行性。     

实木地板榫槽铣削力的试验分析

【目的】以实验为基础,研究实木地板榫槽铣削加工中切削参数对切削力的影响,为不同切削工艺下加工参数的优化以及设置提供参考依据,达到提高加工质量、延长刀具寿命并用以指导生产的目的。【方法】以山毛榉材地板为试验材料,运用木材切削机理对切削速度、进给速度及切削宽度3个参数进行单因素试验,并采集切削过程中随着切削参数变化产生的切削力值,揭示在顺铣和逆铣方式下不同切削参数对实木地板榫槽铣削力的影响规律。【结果】在不同铣削方式下,随着切削速度的增大,XYZ方向的切削力总体呈降低趋势;随着进给速度和切削宽度的增大呈现升高的趋势,顺铣加工时XYZ 3个方向的铣削力变化相比逆铣加工的波动趋势小,稳定性要好。通过对铣削力回归模型进行方差分析,可知R2(Fdown)=0.9490,R2(Fup)=0.8516,均接近1,回归效果显著,验证了铣削力模型的合理性。【结论】通过对比相同切削参数在不同工艺条件下产生的切削力变化,可知顺铣加工稳定性高于逆铣加工。     

PVC/钙粉/木纤维复合材料铣削时的机床能量利用率

木塑复合材料(WPC)是一种可回收的环保绿色材料,凭借优越的力学性能,WPC的使用率和市场份额都在逐渐增加。为提高WPC铣削时的机床能量利用率,降低生产能耗,以PVC/钙粉/木纤维复合材料铣削时的机床功率为研究对象,对铣削时的主轴转速(6 000,8 000,10 000 r/min)、铣削深度(0.5,1.0,1.5 mm)、刀具前角(2°,6°,10°)和后刀面磨损(0.1,0.2,0.3 mm)对机床主轴总功率、空载功率、铣削功率和机床有效加工能效的影响规律进行分析。结果表明:在本研究所选铣削参数范围内,保持固定进给速度,空载功率只受主轴转速影响;机床主轴总功率和铣削功率随主轴转速、铣削深度、后刀面磨损增大而增大,随刀具前角增大而减小;机床有效加工能效随主轴转速、刀具前角增大而降低,随铣削深度增大而提高;铣削深度对机床有效加工能效的影响最大,刀具前角次之,主轴转速影响最小。在保证加工质量前提下,WPC铣削加工时选择较大铣削深度、较高主轴转速和较大刀具前角能明显提高机床有效加工能效,达到提高机床能量利用率、降低生产能耗的目的。     

软硬涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性

【目的】分析软硬涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性,为涂层硬质合金木工刀具的磨损及切削性能研究提供实践指导。【方法】测试Ti N硬涂层硬质合金、MoS_2软涂层硬质合金和未涂层硬质合金与木质复合材料的摩擦系数及磨损前后的粗糙度变化,研究涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性。【结果】MoS_2软涂层硬质合金与中密度纤维板(MDF)、刨花板(PB)和木粉/PE复合材料(WFPEC)的摩擦系数明显低于未涂层硬质合金和Ti N硬涂层硬质合金,且Ti N硬涂层硬质合金低于未涂层硬质合金;PB与未涂层硬质合金、Ti N硬涂层硬质合金和MoS2软涂层硬质合金的摩擦系数明显低于MDF和WFPEC,且WFPEC低于MDF;未涂层硬质合金、Ti N硬涂层硬质合金和MoS_2软涂层硬质合金与MDF和PB的摩擦试验中,随着载荷增加,摩擦系数逐渐增大,而与WFPEC的摩擦试验中,随着载荷增加,摩擦系数没有明显变化趋势;与MDF磨损试验前后,未涂层硬质合金磨损表面粗糙度变化率最大,MoS_2软涂层硬质合金表面粗糙度变化率其次,Ti N硬涂层硬质合金表面粗糙度变化率最小。【结论】Ti N硬涂层材料和MoS_2软涂层材料可有效降低与木质复合材料的摩擦系数,且MoS_2软涂层硬质合金摩擦系数低于Ti N硬涂层硬质合金,而Ti N硬涂层硬质合金耐磨性能优于MoS_2软涂层硬质合金。     

铣刀前角和切削参数对中密度纤维板 表面粗糙度的影响

通过分析金刚石刀具前角和切削参数对中密度纤维板表面粗糙度的影响，结果表明：随着刀具前角的增大， 切削质量改善；而随着每齿进给量或铣削深度的增大，切削质量均变差；对加工表面粗糙度影响最大的是每齿进给 量，其次为铣削深度和刀具前角。在刀具前角12°，每齿进给量0.5 mm，铣削深度1 mm 的最优参数组合时，MDF 的平均表面粗糙度较低，为3.82 μm。     

木工刀具材料及其切削性能分析

在生产的任何领域提高生产率都是非常重要的,木材和木质材料加工领域也不例外。例如提高切削和进给速度,减少换刀次数等,这就需要强度高、寿命长的刀具。因此,对刀具材料提出了更高的要求。回顾刀具材料的发展过程,本世纪初出现了高速钢。50年代,由于应用了硬质合金材料使切削刀具出现了划时代的改革。这些刀具材料的出现,不但可以进行高速切削,而且还可以显著地延长刀具使用寿命,从而提     

刀具前角对木塑复合材料加工表面质量的影响

木塑复合材料(WPC)是一种可重复使用的新型环保材料，在其二次加工过程中，表面易出现凹坑、凸起和波纹，致使表面质量差。本文通过分析WPC加工过程中切削力、切削温度和表面粗糙度，研究了刀具前角和每齿进给量对WPC已加工表面质量的影响。结果表明，随着刀具前角的增大，切向切削力Fx和径向切削力Fy、切削温度逐渐减小，表面粗糙度值逐渐降低，提高了已加工工件表面质量。切向切削力Fx和径向切削力Fy随着每齿进给量的增大而增大，切削温度和表面粗糙度值随着每齿进给量的增大而降低。在高切削力和低切削温度情况下，已加工工件表面质量更优，但同时也出现了能耗高的问题，通过对切削参数的调整来改善以上的问题，对WPC的二次加工提供理论依据指导。     

表面涂层木工刀具的研究进展

介绍几种表面涂层木工刀具的加工方法和使用状况,分析表面涂层刀具的切削特点和磨损形态,概述了国内外研究进展.研究成果表明,涂层处理可以延长刀具使用寿命,减少刃磨和换刀时间,提高生产效率和表面加工质量.     

木工刀具刃口磨损模拟程序的编制及运行

在大量试验的基础上,利用C 语言编制刀具磨损模拟程序,对木材切削加工的优化意义重大.利用此模拟程序对切削加工时的刀具磨损进行虚拟,可以得到刀具磨损的有关参数.当输入一些必要的已知参数(如刀具的刃磨角、切削速度等),程序就能对刀具的寿命进行预测,为实际生产提供理论依据.     

木材切削参数的初步研究

不同国家的自然条件和技术条件不同,所得木材切削参数各异.因此,必须逐步建立起我国自己的一整套木材切削参数. 我所与东北林学院木机系协作,于一九七三年开始对木材切削参数进行研究,经过在有关工厂与工人一起进行实验,在锯切方面取得了初步成果. 木材切削参数的研究内容包括测定锯切、铣削、钻削、车削、刨削、旋切等不同木材切削方式的切削功率或切削力,以及它们与主运动速度、进给速度、刀具的角度参数和尺度参数、锯路高度、切削深度、木材     

木结构构件钻削功率的影响因素

影响木构件钻削功率的因素较多,各因素对其影响程度有待比较。针对上述问题,基于刀具设计理论推导单位体积切削功公式,结合实际生产的需要,试验采用3种密度的木质材料、3种主轴转速、3种进给速度、3种刀具直径和2种结构的刀具,基于高精度功率分析仪测得不同组合下钻削加工的实时功率曲线,并将实时功率曲线与单位体积切削功结合后得到各影响因素对钻削功率的影响规律。结果表明,单位体积切削功与各影响因素之间关系趋势明显,可用于切削参数的选择。采用正交试验法,用单位体积切削功与实时功率曲线的最大值去评定各个影响因素的重要程度。分析结果表明,用切削时的最大功率值评定各个影响因素的重要程度依次为主轴转速刀具直径材料种类刀具结构进给速度,贡献率分别为37.92%,30.01%,20.03%,1.70%,0.13%;而用单位体积切削功评定时,依次为材料种类主轴转速刀具直径进给速度刀具结构,贡献率分别为54.16%,13.75%,12.15%,5.09%,4.57%。最后,讨论了钻削质量与功率的关系,基本试验现象是单位体积切削功越大,试样的灼烧缺陷越严重。在相同加工参数下,密度越大的材料灼烧缺陷越严重;刀具种类对功率的影响程度较小,但试样的切削质量受刀具结构影响较大。     

木材加工中冲孔代替钻孔的试验和研究

一、导言 在工业性木材加工中,钻孔是除了铣削、锯切和砂光之外最重要的加工工艺.虽然有相当多的科研项目进行提高钻孔工效的研究,但这方面仍旧有较大的开发空间.现在,工业性木材加工(如:家具、窗户、门的生产)所用行进加工式和固定加工式机器的最高进给速度已达150 m/min,因此其工件流通量很大.钻孔工序可能对行进加工式机器产生不利影响,常限制其工件流通量和生产率,因钻孔时工件必须停住,以便可以用较低的进给速度进行钻孔.应当指出,通过改善传统的钻孔装置并不能明显地提高机器的生产率,因为在钻头每转进给量相同情况下提高钻轴转速虽然可较明显地缩短工艺时间,但传统机器钻头轴向加速度太小,影响其生产率.另外,高转速使刀具磨损增大.