留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

PCBN刀具激光超声复合切削硬质合金的磨损机理

张昌娟 焦锋 牛赢

张昌娟, 焦锋, 牛赢. PCBN刀具激光超声复合切削硬质合金的磨损机理[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 806002-0806002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0806002
引用本文: 张昌娟, 焦锋, 牛赢. PCBN刀具激光超声复合切削硬质合金的磨损机理[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 806002-0806002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0806002
Zhang Changjuan, Jiao Feng, Niu Ying. PCBN tool wear mechanism in laser ultrasonically combined cutting cemented carbide[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 806002-0806002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0806002
Citation: Zhang Changjuan, Jiao Feng, Niu Ying. PCBN tool wear mechanism in laser ultrasonically combined cutting cemented carbide[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 806002-0806002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0806002

PCBN刀具激光超声复合切削硬质合金的磨损机理

doi: 10.3788/IRLA201645.0806002
基金项目: 

国家自然科学基金(51075127);河南省机械制造及其自动化省级重点学科资助项目

详细信息
    作者简介:

    张昌娟(1980-),女,副教授,博士生,主要从事精密超精密加工方面的研究。Email:zhangcj@hpu.edu.cn

  • 中图分类号: TG506;TG712

PCBN tool wear mechanism in laser ultrasonically combined cutting cemented carbide

  • 摘要: 结合激光加热辅助切削和超声振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺。采用PCBN刀具对YG10硬质合金进行普通切削、超声振动切削、激光加热辅助切削和激光超声复合切削对比试验,采用超景深显微镜观测刀具磨损量及磨损形貌,通过扫描电子显微镜(SEM)对刀具磨损区域进行能谱分析,研究激光超声复合切削条件下刀具的磨损规律、磨损形态及磨损原因。研究结果表明:与普通切削、超声振动切削及激光加热辅助切削相比,激光超声复合切削时刀具后刀面磨损量平均值分别降低57.5%、46%、41.3%,刀具使用寿命明显提高;刀具磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损和崩刃;激光超声复合切削硬质合金时粘接磨损、氧化磨损、相变磨损和微裂解磨损是引起PCBN刀具磨损的主要原因。
  • [1] Zhang Weibing,Liu Xiangzhong,Chen Zhenhua,et al.Latest development of WC-Co cemented carbide[J].Chinese Journal of Rare Metals,2015,39(2):178-185.(in Chinese)
    [2] Mukhopadhyay Amartya,Basu Bikramjit.Recent developments on WC-based bulk composites[J].Journal of Materials Science,2011,46(3):571-589.
    [3] Zhu Haihong,Lu Hong,Cheng Zuhai.Research and application status of laser-assisted cutting engineering ceramic[J].LaserOptoelectronics Progress,2006,43(6):58-63.(in Chinese)
    [4] Yang Lijun,Zhang Hongzhi,Wu Xuefeng,et al.Laser cutting technology with the effect of thermal often and thermal stress[J].Infrared and Laser Engineering,2011,40(6):1038-1043.(in Chinese)
    [5] Wang Yang,Li Chunqi,Yang Lijun,et al.Research on unconventional laser cutting[J].Infrared and Laser Engineering,2011,40(3):448-454.(in Chinese)
    [6] Wang Yang,Yang Lijun,Qi Litao.Laser-assisted hot cutting characteristics of Al2O3 particle reinforced Al-matrix composite[J].China Mechanical Engineering,2003,14(4):344-346.(in Chinese)
    [7] Wu Xuefeng,Wang Yang,Zhang Hongzhi.Experimental research on laser assisted cutting of silicon nitride ceramics[J].Journal of Astronautics,2010,31(5):1457-1462.(in Chinese)
    [8] Liu Weiqiao,Yan Cuo,Xie Linchun,et al.Research on parameter selection of pulsed laser-assisted cutting of alumina ceramics[J].Chinese Journal of Lasers,2014,41(7):0703005.(in Chinese)
    [9] Hsu C Y,Lin Y Y,Lee W S,et al.Cutting characteristics of Inconel 718 using ultrasonic and high temperature-aided cutting[J].Journal of Materials Processing Technology,2008,198(1-3):359-365.
    [10] Riaz Muhammad,Anish Roy,Vadim V Silberschmidt.Finite element modelling of conventional and hybrid oblique cutting processes of titanium alloy[J].Procedia CIRP,2013,8:510-515.
    [11] Riaz Muhammad,Agostino Maurotto,Anish Roy,et al.Hot ultrasonically assisted cutting of -Ti alloy[J].Procedia CIRP,2012,1:336-341.
    [12] Riaz Muhammad,Agostino Maurotto,Murat Demiral,et al.Thermally enhanced ultrasonically assisted cutting of Ti alloy[J].CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology,2014,7(2):336-341.
    [13] Zareena A R,Veldhuis S C.Tool wear mechanisms and tool life enhancement in ultra-precision cutting of titanium[J].Journal of Materials Processing Technology,2012,212(3):560-570.
    [14] Saketi S,Sveen S,Gunnarsson S,et al.Wear of a high cBN content PCBN cutting tool during hard milling of powder metallurgy cold work tool steels[J].Wear,2015,332-333:752-761.
    [15] Jos佴C Camargoa,Dany Sanchez Domingueza,Emmanuel O Ezugwub,et al.Wear model in cutting of hardened steel with PCBN tool[J].International Journal of Refractory Metals and Hard Materials,2014,47:61-70.
    [16] Toshimichi Moriwakia,Eiji Shamotoa.Ultrasonic elliptical vibration cutting[J].CIRP Annals-Manufacturing Technology,1995,44(1):31-34.
    [17] Wen Shizhu,Huang Ping.Principles of Tribology[M].3rd ed.Beijing:Tsinghua University Press,2008:399-401.(in Chinese)
    [18] Liu Yunfeng,Jing Juntao,Li Zhanjie.Relationship between bond patterns of tools and working performance in rotary ultrasonic grinding[J].Optics and Precision Engineering,2012,20(9):2021-2028.(in Chinese)
    [19] Ge Yingfei,Xu Jiuhua,Fu Yucan.Wear mechanisms of PCD tool in high-speed milling of SiCp/Al composites[J].Optics and Precision Engineering,2011,19(12):2907-2918.(in Chinese)
  • [1] 翟兆阳, 李欣欣, 张延超, 刘忠明, 杜春华, 张华明.  连续光纤激光切割金属薄壁材料工艺研究 . 红外与激光工程, 2024, 53(2): 20230569-1-20230569-11. doi: 10.3788/IRLA20230569
    [2] 张沛东, 刘巍, 王文琪, 司立坤, 张洋, 周孟德.  基于聚焦深度法的刀具几何参数三维测量方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220686-1-20220686-10. doi: 10.3788/IRLA20220686
    [3] 孟祥瑞, 文瀚, 陈浩伟, 孙博, 陆宝乐, 白晋涛.  波长可切换窄线宽单频掺镱光纤激光器(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220325-1-20220325-8. doi: 10.3788/IRLA20220325
    [4] 任乃飞, 杨华宇, 夏凯波.  不同水辅助方法对高温合金飞秒激光逐层逐圈切孔质量的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220143-1-20220143-10. doi: 10.3788/IRLA20220143
    [5] 田文涛, 刘炜程, 孙旭辉, 郑宏宇, 王志文.  乙醇辅助激光烧蚀切割硅晶圆工艺 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210333-1-20210333-8. doi: 10.3788/IRLA20210333
    [6] 张淇, 李国和, 孙勇, 孙飞.  SiCp/Al切削精确测温前红外热像仪发射率标定的实验研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210555-1-20210555-10. doi: 10.3788/IRLA20210555
    [7] 李欣, 陈永, 李伟仙, 李洋洋, 郑磊, 吴思进.  投影辅助的数字剪切散斑干涉扫描检测技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210509-1-20210509-8. doi: 10.3788/IRLA20210509
    [8] 耿瑞文, 谢启明, 张万清, 康杰, 梁悦青, 杨晓京, 李芮.  硒化锌晶体超精密切削材料去除机理研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200403-1-20200403-10. doi: 10.3788/IRLA20200403
    [9] 凌远达, 黄千千, 邹传杭, 闫志君, 牟成博.  基于45°倾斜光栅的重复频率可切换被动谐波锁模光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803007-0803007(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0803007
    [10] 丁香栋, 何巍, 姚齐峰, 骆飞, 祝连庆.  采用可调Mach-Zehnder滤波的波长可切换掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005006-1005006(6). doi: 10.3788/IRLA201757.1005006
    [11] 晏春回, 王挺峰, 张合勇, 吕韬, 赵彦明.  激光语音检测系统反正切补偿算法 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906004-0906004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906004
    [12] 蒋立辉, 闫妍, 熊兴隆, 陈柏纬, 陈星, 章典.  基于斜坡检测的多普勒激光雷达低空风切变预警算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106001-0106001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0106001
    [13] 刘洪喜, 冷凝, 张晓伟, 蒋业华.  40Cr刀具表面激光熔覆WC/Co50复合涂层的微观组织及其磨损性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 120001-0120001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0120001
    [14] 吴红兵, 史云龙, 杜雪, 熊瑞斌, 石松.  电脉冲处理对钛合金超精密切削的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 220002-0220002(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0220002
    [15] 林桢, 任国斌, 郑斯文, 朱博枫, 彭万敬, 简水生.  基于光纤拉锥及相位调制的可切换多波长掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3262-3268.
    [16] 陈春映, 袁根福, 王金华.  低压水射流激光复合切割Al2O3 陶瓷的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2097-2102.
    [17] 吴红兵, 王朋.  钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3988-3992.
    [18] 王传琦, 刘洪喜, 周荣, 蒋业华, 张晓伟.  机械振动辅助激光重熔Ni基合金TiC复合涂层微观组织研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2651-2657.
    [19] 李君神, 赵国民, 焦路光, 袁春, 陈敏孙.  切向气流作用下激光对薄铝板辐照效应的初步研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2962-2966.
    [20] 李军琪, 张云龙, 苏军, 汪志斌, 郭小岗, 宗文俊, 张磊.  微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3053-3058.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  216
  • HTML全文浏览量:  26
  • PDF下载量:  143
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-07
  • 修回日期:  2016-01-08
  • 刊出日期:  2016-08-25

PCBN刀具激光超声复合切削硬质合金的磨损机理

doi: 10.3788/IRLA201645.0806002
    作者简介:

    张昌娟(1980-),女,副教授,博士生,主要从事精密超精密加工方面的研究。Email:zhangcj@hpu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(51075127);河南省机械制造及其自动化省级重点学科资助项目

  • 中图分类号: TG506;TG712

摘要: 结合激光加热辅助切削和超声振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺。采用PCBN刀具对YG10硬质合金进行普通切削、超声振动切削、激光加热辅助切削和激光超声复合切削对比试验,采用超景深显微镜观测刀具磨损量及磨损形貌,通过扫描电子显微镜(SEM)对刀具磨损区域进行能谱分析,研究激光超声复合切削条件下刀具的磨损规律、磨损形态及磨损原因。研究结果表明:与普通切削、超声振动切削及激光加热辅助切削相比,激光超声复合切削时刀具后刀面磨损量平均值分别降低57.5%、46%、41.3%,刀具使用寿命明显提高;刀具磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损和崩刃;激光超声复合切削硬质合金时粘接磨损、氧化磨损、相变磨损和微裂解磨损是引起PCBN刀具磨损的主要原因。

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回