双刃斜角切削中流屑角的变化规律

流屑角是金属切削过程中的重要特征参数.目前,人们对于前角和刃倾角均不为0°的双刃斜角切削的流屑角尚没有形成统一的认识.文中研究了前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削的流屑角.通过建立切削模型,并根据切削深度和进给量的不同,导出两种不同的模型,系统地研究了前角、安装倾角、刀尖角、进给量和切削深度变化时流屑角的变化规律,并通过实验进行验证.理论预测与实验结果吻合得较好,说明所提出的模型可以用来预测双刃斜角切削的流屑角.     

双刃斜角切削流屑角的研究

流屑角是金属切削过程中的重要特征参数。关于正交切削和单刃斜角切削以及前角和刃倾角都为零的双刃斜角切削的流屑角的研究比较成熟。而对于前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削流屑角的研究尚存在较大分歧。本文对前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削的流屑角进行研究,建立切削模型;根据切削深度和进给量的不同,该切削模型可导出两种不同的模型;系统地研究前角、安装倾角、刀尖角及进给量和切削深度变化时,流屑角的变化规律并用实验验证,结果表明,该模型可以用来预测双刃斜角切削流屑角。     

斜角切削的力学温度刀具耐用度及工件硬化的新研究

大部分金属切削刀具均属斜角切削,故此斜角切削的研究对金属切削加工实在非常重要。有关直角切削的理论已有充分的发展,而直角切削其实是斜角切削的一个特例,故此斜角切削的研究结果,应当可以应用于直角切削。从文献看到的斜角切削研究报告大多数限于切屑的形式及基于单剪切面概念的力学研究,似乎斜角切削的研究远远不如直角切削深入。尤其是在斜角切削的温度,刀具耐用度或工件加工硬化方面更缺乏分析及研究。这篇论文为作者及其他合作研究者近十年来对这方面的报导,希望能籍此引起金属切削专家对斜角切削的兴趣。本文包括介绍一个简单而有效的流屑角的量度方法。其后利用滑移线原理构成剪切区的假想界限,作出力学的理解。实验证实这个新理解方法不但可代替单剪切面的理论,同时可计算切削刃前的平均压力。更可用“有效倾角”概念利用直角切削资料来预测斜角切削的切削刃前的平均压力。斜角切削的温度分析首次在这篇论文上介绍。剪切面与前刀面的热源可分为垂直与纵向两个分热源,其温度可分别从一个移动热源温度表内找出,随后利用叠加原理,建立一斜移热源方程式来计算斜刃切削的正确温度。至于刀具耐用度方面,实验结果显示,刀具刃倾角越大,刀具耐用度越高。用粘合磨损理论论证了后刀面磨损减少的原因为刃倾角增大而导致后刀面温度下降。这个现象可用后刀面斜移热源方法加以论证。在工件方面,工件因加工而导致表面硬化,往往影响到精加工的刀具耐用度。实验证实当切削刃刃倾角加大,工件加工硬化增高。这是由于剪切区因切削刃倾斜而产生一纵向剪切力,形成附加的材料硬化。作者介绍工件在斜角加工后加工硬化的简易估计方法。     

切屑流出角的测量及对斜角切削模型的初步探讨

本文是我们组第一阶段研究工作的小结。文中首先指出以往人们在测量切屑流出角时,由于采用的测量方法欠妥因而得出只存在一个单一的切屑流出角的很不完整的结论。这个概念广为流传,影响了对斜角切削机理的正确认识。事实上,斜角自由切削时,切屑上各点的流出方向是不相同的。文中推导出了一个计算切屑上任意一点的切屑流出角公式,并在各点切屑流出角不相同的基础上,提出了对斜角切削模型的设想。     

切屑流出角的测量及对斜角切削模型的初步探讨

本文是我们组第一阶段研究工作的小结。文中首先指出以往人们在测量切屑流出角时,由于采用的测量方法欠妥因而得出只存在一个单一的切屑流出角的很不完整的结论。这个概念广为流传,影响了对斜角切削机理的正确认识。事实上,斜角自由切削时,切屑上各点的流出方向是不相同的。文中推导出了一个计算切屑上任意一点的切屑流出角公式,并在各点切屑流出角不相同的基础上,提出了对斜角切削模型的设想。     

铣刀参数对薄壁零件铣削稳定性的影响

本文通过对斜角切削的几何关系进行分析,得到了斜角切削参数和切削力系数之间的关系表达式,从而在理论上得到了铣刀参数和切削颤振之间的数学关系表达式。并在此基础上研究了在相同的铣削参数条件下,铣刀螺旋角和法向前角对于铣削稳定性的影响,绘制了不同铣刀参数下的轴向切深、径向切深和主轴转速的三维稳定性图。通过对不同参数下稳定性图的研究,发现随着螺旋角和法向前角的增加,铣削的稳定性逐渐增加。     

斜角切削刀具刃口曲率半径分析

采用微分几何的曲率分析方法,建立了斜角切削时刀具刃口的曲率半径在法剖面、主剖面与流屑平面内的表达式,讨论了刃口钝圆半径与刃倾角的关系,分析了曲率半径随刃倾角的变化趋势,并通过实例验证了刃口钝园半径与刃倾角的关系.结果可供刀具设计参考.     

基于蒙特卡洛法的铣削让刀误差概率分布预测

基于斜角切削理论,建立铣削力计算模型,求解得到铣削力.构建薄板受力变形的挠度函数,结合刀具的受力变形求解刀具-工件耦合变形的铣削让刀误差.采用神经网络拟合方法,求出输入铣削参数与输出最大让刀误差的函数关系.考虑刀具参数、材料参数、工件参数以及加工工况等随机参数对金属切削的影响,利用蒙特卡洛方法,对输入参数进行抽样,将参数样本代入神经网络拟合的函数模型中,获得铣削让刀误差样本,并分析其概率特性,从而提出一种铣削让刀误差的概率分布预测方法,较确定性计算铣削让刀误差的方法更加符合实际.     

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮刮削新刀盘设计

在弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的刮削加工工艺中，刮削刀盘需要采用大的负前角和大的负刃倾角，已有的“斜角直线造形法”为解决刀具的强度和易崩刃问题，要求刀具的负刃倾角的绝对值要尽可能大，而此时造形误差又有较大的增加，本文提出“斜角圆弧造形法”既保留了斜角切削刮削刀刃强度好和抗冲击性能好的优点，同时又使造形误差大大减小，抗崩刃能力也得到了增强。     

球头铣刀动态力学建模技术的研究

针对测力仪所存在的问题,利用自组织模糊神经网络,提出了基于电机电流信号的间接力学建模的新方法．基于Merchant斜角切削理论,给出了球头铣刀的动态力学模型,以避开复杂的工程塑性理论,分析了两种建模方法的互补性．     

弧齿锥齿轮尖齿刮削刀盘的齿形优化设计

采用尖齿刮削刀盘对弧齿锥齿轮硬齿面进行刮削加工时，刀盘切削刃采用斜角直线造形法，切削刃较大刀具造形误差和重磨误差较大。充分分析各种参数对刀具造形误差和重磨误差的影响，合理选取刀具参数，是促进硬齿面刮削加工工艺广泛应用的关键。本文提出了优化尖齿刮削刀盘造形的方法，并对影响刀盘造形误差和重磨误差的参数进行了全面分析，得出了选取造形参数的基本规律。     

弧齿锥齿轮铣齿机铣削力建模与切齿试验

为了提高铣齿机的切齿性能,提出了一种瞬时未变形切削宽度和厚度的计算方法。根据瞬时未变形切屑面积公式,采用斜角切削理论和材料Johnson-Cook本构方程,计算出剪切区流动应力,构建了展成法粗铣弧齿锥齿轮小轮的铣削力模型。编写出铣削力仿真程序,通过计算分析得出铣削力与切削速度和进给量之间的关系,进行了切齿试验。仿真结果与试验结果基本吻合,验证了所建立铣削力模型的正确性。     

车刀静止角度的计算

在制造和重磨车刀时,往往要考虑车刀的横向截面和纵向截面内的前角和后角．在研究刀具切削部分的几何参数对切屑形成过程刀具的磨损的影响时,有时要考虑到付切削刃的前角和斜角．本文中根据这些角度的内在联系,提出它们的综合几何求法,并提出利用求角度全导数来确定这些角度的新方法,以供教学和科研时的参考。     

球头铣刀动态力学建模技术的研究

针对测力仪所存在的问题,利用自组织模糊神经网络,提出了基于电机电流信号的间接力学建模的新方法,基于Ｍｅｒｃｈａｎｔ斜角切削理论,给出了球头铣刀的动态力学模型,以避开复杂的工程塑性理论,分析了两种建模方法的互补性。     

基于T-S模糊模型的井斜精确测量的实时计算方法

自动垂直钻井过程中的井斜实时测量与计算是井斜实时控制的一个重要环节.为避免因井斜角计算中所涉及到的超越函数的计算量过大,进而影响井斜控制的实时性,提出了一种基于T-S模糊模型的井斜角简化计算方法.通过对测量区域的适当划分,建立相应的模糊集合,并选择合适的隶属函数,即可将原井斜角函数所表示的复杂三维曲面用一系列相互衔接的小平面来替代.仿真和实验表明,T-S模糊模型计算出的井斜角与理论井斜角之间的误差不超过0.05°.     

斜井和水平井中补偿中子测井探测特性

为了进一步认识井斜角对补偿中子测井纵向分辨率的影响,利用蒙特卡罗模拟方法,分析了在不同井斜角情况下测井仪器的纵向几何因子和地层灵敏度,并模拟了在薄地层中的仪器响应.通过研究得到了不同井斜角下补偿中子测井的纵向几何因子,以及用于考察斜井和水平井空间探测特性的地层灵敏度.结果表明:虽然补偿中子测井本身不具有方向性,但当仪器贴壁放置时实际上主要反映靠近仪器一侧的地层;在不同井斜角情况下测井仪器的纵向分辨率不同,随着井斜角的增加,纵向分辨率逐渐增强.     

井壁失稳判断准则及应用分析

为了研究现场实际情况下适用的井壁失稳判断准则 ,根据井壁不稳定性理论和机理的分析 ,综合评价了库仑 -摩尔准则、Lade准则和 Drucker- Prager准则及其修正形式 ,以及每个准则的应用特点 .采用常规三轴压缩 Drucker- Prager破坏准则 ,进行了在水平各向同性地层和水平各向异性地层条件下 ,对保持井壁稳定所需的临界钻井液密度和临界钻井液含盐量与井眼方位角和井斜角之间的关系进行了分析和计算 .结果表明 :在水平应力各向同性的应力场 ,钻井液密度相对于井眼方位角显示了明显的对称性 ,但是 ,随着井斜角的增加而增加 ;在水平应力各向异性的应力场 ,钻井液密度相对于井眼方位角等于 90°处具有明显的对称性 ,随着井斜角的增加而增加 ,但井斜角等于60°～ 1 2 0°范围内例外 ;对于不同的井眼方位角和井斜角 ,为保持井壁稳定 ,钻井液应具有一定高的含盐量 .     

斜角切削(λ_s≠0)对工作角度的影响

该文论述了在斜角切削(λ_s≠0)时,刃倾角除了会影响刀尖强度和控制排屑方向的作用之外,还能影响到刀具的工作角度,但不影响其主剖面内的标注角度。同时,推导了λ_s换算工作角度的计算公式,给出了刀具的工作角度随λ_s的变化曲线。     

振动切削中工件中的应力波传播

主要对振动切削中工件中的应力波进行了分析.根据振动切削时的振动源的特点,结合切削时各切削区的变形特点给出各切削区内的应力波形式,同时对应力波的传播时的具体内容进行了分析计算.     

切削温度的理论计算

金属切削加工中,切削热与切削温度是一重要的物理现象,切削温度及其分布直接影响刀具磨损和工件的加工精度及表面质量.本文采用了一种切削温度的计算方法,并通过切削试验对该方法进行了验证.结果表明,在干切条件下,该方法计算的切削温度与试验测得的切削温度吻合较好.