第7期 2016年7月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)07002703
DOI:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 07. 008
刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响
王奔，刘东玺，王明海，郑耀辉，印文典
（沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，沈阳110136）
No.7 Jul.2016
摘要：为了研究刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响，采用两种不同前角的聚晶金刚石刀具进行各向同性热解石墨切削加工试验，对刀具磨损过程、磨损机理和表面加工质量进行了分析对比研。通过对试验结果的研分析表明：两种不同前角的聚晶金刚石刀具磨损都主要发生在后刀面，切削刃都出现了崩刃现象。刀具磨损区域都出现了平行沟槽式的磨损形貌，但是出现的时间存在明显差异。磨粒磨损是这两种不同前角的聚晶金刚石刀具的主要磨损机理，前角为5°的聚晶金刚石的磨损机理还包括冲蚀磨损。与前角为5°的聚晶金石刀具相比，前角为-20°的聚晶金刚石刀具具有较好切削加工性能。
关键词：各向同性热解石墨；刀具前角；平行沟槽；磨粒磨损
中图分类号：TH161：TG506
文献标识码：A
The Influence of Rake Angle on Polycrystalline Diamond Tool Wear Process WANC Ben, LIU Dong-xi, WANC Ming-hai, ZHENG Yao-hui, YIN Wen-dian
(Key Laboratory of Fundamental Science for National Defense of Aeronautical Digital Manufacturing Process, Shenyang Aerospace University,Shenyang 110136, China)
Abstract: In order to study the influence of rake angle on polycrystalline diamond tool wear process, turning of isotropic pyrolytic graphite tests were conducted with different rake angle polycrystalline diamond tools, the wear process of tool, wear mechanism of tool and surface machining quality were studied comparatively. Based on the experimental results and analysis:the wear of two kinds of polycrystalline diamond tool mainly occurred intheflankface,andcutting edgeemergedtippingphenomenon.Themorphology oftoolwearar-ea had both been appeared in the parallel grooves, but the time was obviously different. The main wear mechanism of polycrystalline diamond tool was abrasive wear, the wear mechanism of polycrystalline dia mond tool with 5° rake angle was also contain erosive wear. Compared with polycrystalline diamond tool with 5° rake angle, polycrystalline diamond tool with 20° rake angle has a better processing performance. Key words: isotropic pyrolytic graphite; rake angle; parallel grooves; abrasive wear
0引言
作为一种新型高性能石墨材料，各向同性热解石墨具有低密度，抗热冲击性好，热膨胀系数低，良好的自润滑性，低而稳定摩擦系数等一系列优点，在航空航天等领域得到了广泛应用[14)。例如，俄罗斯在其新代航空发动机涡轮轴间使用的高性能石墨密封环就是各向同性热解石墨密封环[3]。但是，各向同性热解石墨硬度高，切削过程中产生的切屑具有较高的磨蚀性，刀具磨损过快，加工质量较差【"]
针对各向同性热解石墨这一新型石墨材料，目前已有相关学者做了一些研究。贺哗红[7]探讨了制备各向同性热解石墨工艺流程，对其微观性能和理化性能进行了表征。聂鹏*)等研究了各向同性热解石墨的超
收日期：20150908；修回日期：20150921
精密车削加工机理，认为在临界切削深度以下时各向同性热解石墨材料可以实现塑性域超精密切削加工，并计算出临界切削深度为335.63~1343.15nm。吴俊峰[9-10]等对大尺寸各向同性热解石墨的制备工艺进行了探讨，并对材料的内部缺陷进行了检测分析，各向异性夹杂、气孔、裂纹和各向同性夹杂是各向同性热解石墨的主要组织缺陷。WangMH[2]等研究了聚晶金刚石刀具车各向同性热解石墨时的刀具磨损问题，其认为刀具磨损发生在后刀面和前刀面上，磨损形式为前刀面上的月牙洼磨损以及后刀面上的磨粒磨损和粘着磨损。
刀具前角是影响材料切削过程的一个重要变量，对切削过程中的切削力、切削温度以及表面加工质量有比较大的影响[1-13]。各向同性热解石墨作为一种新
* *004)
?基金项目：国防基础科研计划支持（A35?：
作者简介：王弃（1984一)男，山东济宁人，沈阳航空航天大学讲师，工学博士，研究方向为石量材料的超精密加工、复合材料加工；通讯作者：
刘东玺（1989—），男，河南商丘人，沈阳航空航天大学硕士研究生，研究方向为精密与超精密加工技术，（E-mail)liudongxi1234@163 com。
万方数据