现代陶瓷刀具

一、概况随着科学技术的飞速发展，人们制造了许多种适合于不同需要的工程材料，其中多种材料是难于切削加工的，这样就促使人们去研究制造适合于加工这些工程材料的刀具材料，其中以陶瓷刀具材料的研究与应用尤为突出。第一把陶瓷刀具最早出现在1937年莱比锡春季博览会上。直到50年代初我国才开始制造陶瓷刀具。60年代末，在我国扩大了陶瓷刀具的应用范围，近十几年来，随着高硬度、难加工材料的应用，陶瓷刀具无论其性能、产品种类和使用领域的开拓，都有了迅速的发展。陶瓷刀具发展迅速的原因是：（1）多数陶瓷材料是由地表层元素组成，…     

软氮化工艺在民用刀具上的应用应用

气体软氮化的强化工艺是20世纪70年代在液体软氮化的基础上发展起来的一种新工艺,能充分发挥金属材料潜力,保证和提高产品质量;该工艺过程稳定、可靠、质量均一;工件变形小,成本低,具有显著的社会效益和经济效益。因此,它能很快地被生产采用推广。 1.在民用刀具上的应用 民用刀具,如菜刀系列,水果刀系列,砍刀系列等,既要求硬度高峰利,又要不易生锈。过去用65号锰钢制作的刀具,易生锈,用不锈钢制作,成本较高,锋利度不能保证。为了保证刀具成本低,锋利而不易生锈,我采用45号钢进行气体软氯化处理,零件完全达到使用要求,成本降低20％-40％,使用寿命提高3-5倍,提高了刀具的耐磨性和耐腐蚀性能。     

水力切割应用研究及发展

水切割技术是国外70年代开发、80年代发展起来的高新技术,已广泛应用于工业、医疗、食品加工等领域.综述了水切割技术的应用研究及发展;并提出了水力切割除草新概念,与传统方法比较得出水切割技术除草具有无污染、清洁卫生、粉尘少、刀具无磨损、噪声小等优点,具有广泛的应用前景.     

新型无叶粉垄刀具仿真设计研究

针对粉垄刀具作业功耗和切削阻力大及耕后表层土块大的问题,设计了一种新型无叶(螺旋叶片)刀具,采用SPH法建立3种线型新无叶刀具作业系统仿真模型,进行作业性能对比分析,优选一种线型新刀具,并与原刀具进行对比,且对优选新型无叶刀具作业过程进行分析。研究结果表明：与原粉垄刀具相比,新刀具功耗减少了8.4%,表层土壤破碎度减小了43.3%;新刀具作业后土壤表层破碎度较高,主要是由于新刀具耙齿切出细长条的土块后,土块可受到上层外部刀片和相邻刀具的上层外部刀片交错切削;刀具的切削阻力受外部刀片数量和分布、耙齿的宽度及底刀的结构等因素影响较大。研究结果可为粉垄刀具减阻优化提供理论依据。     

粉垄刀具减振仿真研究

针对现有粉垄刀具作业时振动大的问题,开展了粉垄刀具减振仿真研究。首先,采用SPH法建立粉垄刀具作业系统动力学仿真模型;然后,采用粉垄耕作田间试验,验证建模方法的合理性;最后,利用构建的粉垄刀具作业系统模型开展粉垄作业仿真,研究粉垄刀具的受力变化,揭示现粉垄刀具作业时振动大的原因。开展粉垄刀具结构创新设计,对新型粉垄刀具的减振效果进行仿真分析,结果表明:基于SPH法的粉垄刀具作业系统建模方法合理,可用于粉垄刀具作业分析;粉垄刀具的螺旋叶片和刀片在高度平面上不具对称性,不同深度土壤的参数存在差异、约束作用不一,其切土阻力和扭矩呈周期性变化,且激振力力幅大,达到713.5N,是粉垄刀具作业时振动大的原因。新结构的双螺旋粉垄刀具作业时,其力幅和力矩幅分别比原粉垄刀具的减小78%和52.8%,能有效减小粉垄刀具的振动。     

汽车拖拉机曲轴电刷镀修理工艺研究

研究了电刷镀修复曲轴颈工艺,其结果在正常磨损条件下,铁合金镀层耐磨性是快速铁的1.14倍,是快速镍的1.18倍;刷镀层具有较高的抗粘着磨损和抗冲击能力,刷镀层与曲轴颈结合良好.     

基于仿生微织构的电动修剪机刀具磨损性能研究

针对普通电动修剪机刀具易磨损、崩刃等情况,设计了一种蚯蚓仿生微织构刀具,以蚯蚓体表形貌为基础,利用激光成型技术加工刀具表面微织构,研究激光成型参数对成型沟槽几何尺寸的影响;通过摩擦磨损对比试验研究了仿生微织构刀具和普通刀具的摩擦因数和磨损情况,分析仿生刀具减磨机理;通过自制剪切试验平台对不同直径龙眼树枝进行刀具剪切试验,验证仿生刀具减磨特性。研究结果表明：优化后激光成型仿生刀具的工艺参数为：激光功率75W、激光扫描速度4.8mm/s;仿生刀具微织构实际尺寸为：沟宽138.3μm,沟深33.5μm;与普通刀具相比,载荷400g下沟槽间距1.6mm时微织构仿生刀具表现出最小摩擦因数02619和体积磨损量616.70mm3,具有明显减磨特性;随载荷增加磨损机制逐渐由黏着磨损、微切削磨损向磨粒磨损和氧化磨损的复杂磨损形式转变;磨损稳定时,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具所需剪切次数50~55次,比普通刀具剪切次数(45~50次)高5~10次,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具在剪切直径10、15、20mm的树枝磨损面积稳定次数分别为35~40次、45~50次、50~55次,树枝直径越大微织构刀具抗磨效果越明显。     

硬质合金刀具干式切削淬硬钢的切削性能试验研究

在数控车床上进行了干式硬态切削淬硬钢,优选刀具材料和切削条件,研究了切削性能和刀具磨损情况。研究表明:采用添加少量的TaC新型硬质合金材料刀具,能阻止WC晶粒在烧结过程中的长大,是合理的刀具材料;改善表面粗糙度应重点从进给量考虑和切削深度考虑,切削速度的影响是比较小;刀具的磨损形态主要特征为月牙洼磨损,刀具的破损主要形式为刀片表层剥落、切削刃的微崩刃。     

椭圆状微织构自润滑车刀切削性能试验

采用激光加工方法在硬质合金刀具前刀面易磨损区域加工椭圆状微织构,并在微织构中填充MoS2固体润滑剂,制备了微织构自润滑刀具。运用有限元方法分析了微织构对刀具刀尖处应力分布的影响;将微织构自润滑刀具与传统刀具进行了干切削45号钢的对比试验。结果表明:微织构的存在对刀尖处的应力分布无显著影响,与传统刀具相比,微织构自润滑刀具能够有效降低切削力和切削温度,减小切屑变形,增加切屑卷曲,同时减缓刀具前刀面磨损。     

聚晶立方氮化硼刀具的性能及其选用

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具已在切削加工的各个方面表现出了优异的切削性能,尤其是超硬特性被使用者所熟悉。为此,介绍了PCBN刀具的物理性能、切削性能以及常见的刀具结构形式;从刀具的几何参数、切削用量、使用条件、加工实例等几方面,论述了PCBN刀具的使用特点和要求。     

车用节温器化学镀镍磷合金结构与性能

研究了在车用节温器表面进行化学镀镍工艺,利用SEM分析了镀镍层表面显微组织和相结构;采用HXZ-100显微硬度计测试了镀层的硬度;对镀镍层在10%NaCl,10%HCl,10%NaOH溶液中进行了耐蚀性的对比研究。结果表明:施镀40 min后,镀层均匀、致密、无明显缺陷;在上述溶液中浸泡48 h,无腐蚀孔出现;镀层在29.4 N压力下研磨也不会发生脱落,表明其附着力极好,达到车用节温器表面性能的要求。     

基于土壤扰动的新型超深旋耕刀具仿真研究

为解决现有超深旋耕刀具作业时存在的土壤扰动大、表层土壤破碎度低的问题,采用SPH方法建立现有刀具-土壤作业系统模型,开展仿真研究,分析刀具对土壤的作用过程,从而揭示现有刀具作业时土壤扰动大、表层土壤破碎度低的原因;而后,开展超深旋耕刀具结构创新设计,构建3种新型刀具,并对其扰动效果进行仿真分析,优选出性能最佳的新型刀具,最后与现有刀具的作业性能做对比分析。研究结果表明：现有刀具的螺旋叶片触土面积大,对土壤的推挤和抬升作用大,是土壤扰动大的原因,而刀具上方的切割刀片数量少,难以切碎大幅扰动的表层土壤,导致其破碎度低;与原刀具相比,优选的新超深旋耕刀具对表层土壤的竖直方向扰动量减小了67%,且表层土壤的质量中值下降了42%,功耗幅宽比减小11.67%,能有效减小土壤扰动,提高表层土壤破碎度,同时降低功耗。     

提高举升油缸柱塞和缸体加工质量的几种方法

油田废管可加工为农用车举升油缸的柱塞和缸体,加工时易产生刀具崩刃、磨损问题。切削过程中可采取使用切削液;改进产品结构的工艺性;从切削刀具方面入手等几种改进措施,提高产品质量,延长刀具的使用寿命,降低产品的成本。     

芋头压缩和切削力学特性研究

为了解芋头压缩和切削力学特性,以山东小芋头为试验样本,利用TMS-PRO食品物性分析仪对芋头样本进行压缩试验,计算得出芋头失效应变和弹性模量等参数。利用定制刀具,对芋头在不同切削厚度、不同刀具刃角、不同刀具滑切角情况下进行切削试验,测得切削过程中最大切削力,运用SPSS软件分析变化规律。试验得出:所选芋头样本失效应变为0.314,抗压强度为1.490 MPa,弹性模量为4.751 MPa;随着切削厚度增加最大切削力增大,且切削厚度＞3 mm后增长缓慢;随着刀具刃角的增加最大切削力增加;随着刀具滑切角的增加最大切削力显著减小。对交互试验结果的方差分析,得出切削厚度、刀具刃角和滑切角均对芋头的最大切削力有极显著影响,切削厚度和刀具刃角的交互作用具有显著影响,切削厚度和刀具滑切角的交互作用具有极显著影响。试验分析结果可为芋头收获和加工等机械的设计、制造提供理论依据。      

化学镀Ni-P及其彩色化处理

采用正交设计法对Ni-P化学镀工艺进行了优化,采用直接镀色、化学浸渍和热氧化法对化学镀Ni-P镀层进行了着色。结果表明:镀液中加入15 g/L钼酸盐可获得黑色镀层;Ni-P镀层在20 g/L浓度的醋酸铅中浸渍,并在400℃热处理时,可获得均匀的金黄色,并且具有较好的硬度和耐蚀性。     

微耕机田间操作实用技术

<正>一、选配恰当刀具在微耕机田间操作中,刀具的选配直接关系到作业质量的好坏和工作效率的高低。生产中,应根据不同的作业对象、土地条件和实际播栽需要,选择恰当的刀具。1.三叶旱地耕刀的适用范围是:土壤质地为沙质至干湿     

基于包络面构建的等残留高度刀具路径规划

提出一种基于包络面构建技术的等残留高度刀具路径规划方法。在计算过程中,首先分别以残留高度值和刀具半径值为等距距离将被加工曲面进行等距,得到残留曲面和刀具中心曲面。然后以前一行刀具路径为引导线,构建截面半径等于刀具半径的包络面,通过包络面与残留曲面之间的求交计算,得到残留曲线;以残留曲线为引导线,再次构建包络面,包络面与刀具中心曲面之间的交线即为当前刀具路径行。依次递推,求出所有刀具路径行。最后针对可能出现的欠切问题,给出边界处理方法。通过实例验证了算法的可行性,并与现有算法进行比较,表明应用该方法生成三坐标自由曲面加工的刀具路径,可在保证加工精度的前提下,大大提高加工效率。     

硬质合金铣刀在铣削钛合金过程中的磨损实验研究

针对硬质合金刀具在铣削钛合金过程中容易失效而导致平均寿命低的问题,开发了0.5μm WC颗粒和12%Co配比的新型硬质合金材料刀具,与市场上2种主流刀具进行钛合金湿式铣削磨损对比实验。根据拍摄的刀具前后刀面磨损形貌,分析了3种刀具的失效形式及磨损机理。结果表明,在铣削前期新型刀具圆周后刀面呈现出均匀的磨损带,磨损以粘结磨损和磨粒磨损为主,在铣削后期出现裂纹、崩缺等不均匀磨损;整个磨损过程主要经历初期磨损、稳定磨损和急剧磨损3个阶段。与对比刀具相比,新型材料刀具平均寿命更高、抗崩性能更好、更利于钛合金的加工。     

碳化硅晶须增强铝基复合材料自转位刀具车削试验

采用3种类型的刀具车削航天用碳化硅晶须增强铝基复合材料(SiCw/LD2),用Kistler三向测力仪测量三向切削分力F_c、F_p、F_f,用原子力显微镜AFM检测刀具刃口及已加工表面的微观形貌和轮廓.结果表明,与圆形固定式刀具相比,硬质合金自转位刀具表现出类似金刚石刀具的优异耐磨性,其使用寿命延长60多倍,刀具的切入与切出平稳,切削过程颤振小;已加工表面质量较好,呈现铝基体的灰白铝色,破碎的碳化硅晶须及孔洞较少,表面粗糙度值较小;其三向切削力F_c、F_p、F_f都有不同程度的降低,尤其是平均背吃刀抗力F_p减少了30%～60%.硬质合金自转位刀具是切削加工中、低体积分数航天用碳化硅晶须增强铝基复合材料低成本高性能的一类刀具.     

纳米复合电刷镀层性能综合研究

综述了纳米复合电刷镀层的研究进展。重点讨论了耐磨、减摩、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀等五种纳米复合电刷镀层的研究现状和动态,提出了目前纳米复合电刷镀层研究的局限与今后的发展方向,为特殊功能复合刷镀层以及多粒子复合刷镀层的制备和性能研究奠定基础,