基于微磨料水射流的ESC工藝效果研究.pdf

1、螺紋梳刀是一種螺紋切削刀具，為了改善刀具的加工性能和提高刀具的使用壽命，通常需要對刀具刃口及表面強化處理（Edge and Surface Conditioning，ESC）。微磨料水射流技術(shù)（Micro abrasive Water Jet，MAWJ）是一種全新環(huán)保的微加工技術(shù)，將MAWJ用在刀具的ESC處理上的研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　論文通過理論分析，圍繞螺紋梳刀的不同刃口鈍化結(jié)構(gòu)優(yōu)化、表面質(zhì)量完整性、切削

2、性能進(jìn)行研究。建立了螺紋梳刀的切削摩擦模型，利用AdvantEdge FEM5.5軟件仿真硬質(zhì)合金螺紋梳刀（YT15）切削螺紋的動態(tài)加工過程，把切削試驗測得的切削力、溫度、殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果進(jìn)行比較，分析不同刃口鈍化結(jié)構(gòu)的刀片對切削力、切削溫度的影響規(guī)律。
　　論文對基于MAWJ的螺紋梳刀 ECS處理工藝進(jìn)行了理論和實驗研究。選擇適合車削石油套管螺紋的刀片幾何參數(shù)（前角、后角），研究 MAWJ加工參數(shù)對刀片 ESC工藝處理的效

3、果。依據(jù)正交試驗獲得近百組樣品，分析研究螺紋梳刀 ESC處理時刀片的表面溫度、ESC處理后的刃口鈍化圓角半徑。研究表明，基于MAWJ的螺紋梳刀 ESC處理工藝時三角形螺紋疏刀平均溫度34.9℃，矩形螺紋梳刀平均溫度25.2℃，說明MAWJ處理刀具能夠有效防止灼傷刀片的情況；刃口鈍化圓角半徑值范圍14.2μm～28.5μm。實驗研究表明，射流壓力變大可以降低處理刀片表面粗糙度；靶距 S等于15mm（臨界值）是粗糙度值變化的分界點；磨料顆粒

4、的粒徑越小，得到刀片的性能較優(yōu)；磨料顆粒試驗流量在90.61g/min附近，刀片表面質(zhì)量較好；橫移速度大會導(dǎo)致 MAWJ處理刀片的表面粗糙度增加，對刀片的處理結(jié)果影響大。
　　論文對還對基于MAWJ處理的螺紋梳刀的切削性能進(jìn)行了試驗研究。通過四種刀片在相同切削參數(shù)條件下的切削力、切屑形貌、加工表面形貌、刀片磨損的對比，前角大的刀片有利于切削加工，MAWJ對刀片的ESC處理效果和振動 ESC處理刀片后的刀片性能相差不大；通過刀片刃口