有序化PDC刀具的制備及其切削性能研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)和制備了一種新型結(jié)構(gòu)的有序化PDC刀具，采用激光切割制備的PDC纖維取代傳統(tǒng)砂輪的磨粒與切削刀具的刀片，通過(guò)PDC纖維在基體材料中的定向、均勻排布和對(duì)PDC纖維的刃磨，保證有序化PDC刀具的每個(gè)PDC纖維均能以一定的切削角度參與切削，然后將制備的PDC纖維片整體裝配成新型有序化PDC刀具。有序化PDC刀具的纖維寬度在0.2～0.5mm之間，比傳統(tǒng)的切削刀具尺寸小得多，同時(shí)參與切削的纖維數(shù)量遠(yuǎn)大于普通切削刀具的刀刃數(shù)，并且各纖維具

2、有鋒利的刀刃與人為確定的切削角度和間隔距離，因而在獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量的同時(shí)能保證較高的加工效率。 同時(shí)，進(jìn)一步開(kāi)展了有序化PDC刀具與傳統(tǒng)金剛石砂輪在相同條件下加工WC/12Co涂層材料的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)切削力與加工表面形貌、WC/12Co涂層材料的物理特點(diǎn)以及脆性材料的斷裂力學(xué)的分析，探討了WC/12Co涂層材料的有序化PDC刀具切削加工機(jī)理和刀具磨損機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：采用有序化PDC刀具切削加工WC/12Co涂

3、層材料時(shí)，在較低進(jìn)給速度與較小切削深度下，其加工表面完整性很好，不僅能獲得與金剛石砂輪磨削相媲美的加工質(zhì)量，而且其法向力與切向力小，可降低對(duì)機(jī)床的剛度要求，并且通過(guò)增加參與切削的纖維微刃數(shù)量，可以獲得較高的加工效率，實(shí)現(xiàn)WC/12Co涂層材料的高效精密加工。而在對(duì)刀具的磨損機(jī)理分析中發(fā)現(xiàn)：有序化PDC刀具在切削過(guò)程中由于受到頻繁的沖擊作用，在其前刀面出現(xiàn)了小凹坑和輕微的磨粒磨損，隨著切削的繼續(xù)進(jìn)行，在其切刃處出現(xiàn)了局部崩刃現(xiàn)象，需對(duì)其進(jìn)