超硬合金激光超声复合切削刀具磨损分析及预测

摘要

结合激光加热辅助切削和椭圆超声振动切削提出了激光超声复合切削加工工艺.采用立方氮化硼(Cubic BoronNitride,CBN)刀具对WC超硬合金进行激光超声复合切削试验,通过超景深显微镜和扫描电镜观测刀具后刀面磨损量及磨损形貌,研究激光超声复合切削过程中CBN刀具的磨损形态及磨损机理.建立了刀具的后刀面磨损模型并进行了试验验证.根据试验得到的刀具后刀面磨损量,基于灰色-马尔可夫理论对激光超声复合切削时的刀具后刀面磨损量进行了预测.结果表明,激光超声复合切削WC超硬合金时CBN刀具在主要发生磨粒磨损、粘接磨损和氧化磨损的同时会产生一定程度的扩散磨损;随着切削速度的增大,CBN刀具后刀面磨损量增加,且其试验值和后刀面磨损模型计算值之间的误差越大.与灰色模型相比,灰色-马尔可夫模型可以更精确地预测刀具后刀面磨损量,结果更可靠,能更好地满足工程需要.