CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

陈守峰 王成勇 郑李娟 周玉海 余新伟 李文红

陈守峰, 王成勇, 郑李娟, 周玉海, 余新伟, 李文红. 金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2021, 41(5): 70-76. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0012
引用本文: 陈守峰, 王成勇, 郑李娟, 周玉海, 余新伟, 李文红. 金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2021, 41(5): 70-76. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0012
CHEN Shoufeng, WANG Chengyong, ZHENG Lijuan, ZHOU Yuhai, YU Xinwei, LI Wenhong. Cutting performance of diamond coated tools for machining graphite[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2021, 41(5): 70-76. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0012
Citation: CHEN Shoufeng, WANG Chengyong, ZHENG Lijuan, ZHOU Yuhai, YU Xinwei, LI Wenhong. Cutting performance of diamond coated tools for machining graphite[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2021, 41(5): 70-76. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0012

金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0012
基金项目: 

广东省科技计划(2017B090913005)。

广东省重点领域研发计划(2020B090924005)

NSFC-广东省联合基金(U1201245)

详细信息
    作者简介:

    陈守峰,男,1992年生,硕士研究生。主要研究方向:机械制造。E-mail:2603195992@qq.com

    通讯作者:

    王成勇,男,1964年生,教授、博士生导师。主要研究方向:难加工材料的高速高效精密超精密加工理论、工艺、刀具与装备技术。E-mail:112050772@qq.com

  • 中图分类号: TQ164;TG58;TG71

Cutting performance of diamond coated tools for machining graphite

  • 摘要: 为充分对比不同类型金刚石涂层刀具的切削性能,定制几种不同类型金刚石涂层刀具进行等静压石墨切削加工,并与WC硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具的切削情况对比,分析不同类型金刚石涂层刀具的涂层形貌、切削寿命、加工后的表面质量以及切削力。结果表明:制备的金刚石涂层刀具的涂层形貌主要为纳米晶和微晶,其寿命是硬质合金和TiAlN涂层刀具的10倍以上,且几种不同类型的金刚石涂层刀具寿命差异较小;金刚石涂层表面的晶粒细化可以降低加工表面的粗糙度和切削力,涂层脱落是金刚石刀具的主要磨损形式。

     

  • 图  1  试验平台Experimentalplatform b 原理图Schematicdiagram图1 石墨加工示意图Fig.1Schematicofgraphiteprocessing

    图  2  端齿磨损Endbladewear b 周刃磨损Sideedgewear图2 后刀面磨损示意图Fig.2Schematicofflankwear

    图  3  DF1 b DF2 c DF3 d DF4图3 不同类型金刚石涂层截面形貌Fig.3Crosssectionmorphologyofdifferentdiamondcoatings

    图  4  DF1 b DF2 c DF3 d DF4图4 不同类型金刚石薄膜表面形貌及能谱Fig.4Surfacemorphologyandenergyspectrumofdifferenttypesofdiamondfilms

    图  5  不同材料涂层刀具周刃磨损曲线

    Figure  5.  Side edge wear curve of coated tools with different materials

    图  6  不同材料涂层刀具端齿磨损曲线

    Figure  6.  End blade wear of tools coated with different materials

    图  7  d=209μm b W=133μm c d=156μm d W=104μm e d=228μm f W=106μm g d=212μm h W=113μm图7 不同类型金刚石涂层刀具端齿和周刃磨损Fig.7Endbladewearandflankwearoftoolscoatedwithdifferentmaterials

    图  8  表面粗糙度随切削距离变化曲线

    Figure  8.  Variation curve of surface roughness with cutting distance

    图  9  切削力随切削距离变化曲线

    Figure  9.  Variation curve of cutting force with cutting distance

    图  10  DF1刀具磨损形貌

    Figure  10.  Tool wear morphology with DF1 diamond film

    图  11  DF2刀具磨损形貌

    Figure  11.  Tool wear morphology with DF2 diamond film

    表  1  石墨材料参数

    Table  1.   Properties of graphite materials

    表  2  铣刀参数

    Table  2.   Parameter of cutting tool

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出版历程
  • 修回日期:  2021-06-01
  • 刊出日期:  2021-10-28

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