普通及数控车床教学中对强化车刀参数的理解

车刀强度高低不仅影响刀具使用寿命,而且还影响工件加工质量和生产效率。在教学中发现有部分技校学生（尤其是中级工学生）对如何提高刀具强度、延长刀具寿命认识不足。本文介绍采用负倒棱和过渡刃的方法来提高刀具强度,学生容易接受,收到较好效果。     

盾构切削混凝土刮刀受力和磨损的离散元数值模拟研究

随着城市隧道建设过程中盾构切削混凝土基础案例逐渐增多,研究盾构刮刀在切削混凝土过程中的受力和磨损对于保障盾构安全高效掘进、拓宽盾构机适用范围意义重大.在前期试验的基础上,利用离散元软件EDEM,对刮刀切削混凝土过程进行了数值模拟,研究了刀具参数（刀具前角、刀具后角、刀具形状）、试件强度、切削深度和切削速度对刀具受力的影响,并基于Archard模型探讨了刀具的磨损情况.计算结果表明,刀具前角越大,刀具受力越小;刀具后角和形状对其受力影响较小;试件强度、切削深度和切削速度越大,刀具的受力越大.数值计算得到的刀具切削力平均值与室内试验结果总体上有很好的一致性.刀具磨损情况最为严重的部位是刀尖;刀具前、后角越大,刀具磨损越严重;刀具磨损随切削深度、试件强度、切削速度的增大而增大.研究成果可为盾构刮刀设计和选型提供参考.     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

切削大变形对材料微结构及硬度的影响

在金属切削过程中,剧烈的大剪切变形可以产生具有超细晶结构的切屑,从而使其获得比本体材料更高的硬度和强度.文中比较了不同的金属和合金在各种刀具前角和切削速度下,切屑上产生的剪应变、切屑的微结构及硬度的变化规律.实验结果显示:随着刀具前角的减小,切屑的微结构显著细化,其硬度随之极大提高;切削速度的减小提高了切屑的硬度,但对其微结构的影响不甚明显;采用负前角刀具在较低的切削速度下能加工出具有超细晶结构和高硬度的切屑材料,而切削速度的提高将使大剪切变形引起的硬度增长变缓.     

新型微细球端铣刀几何建模与优化设计

针对微细切削刀具的应用需求,在Aoyama等设计的椭圆柱球端铣刀的基础上,提出了一种简化结构的新型微细球端立铣刀的优化设计方案.应用微分几何方法对此类刀具结构进行数学建模,依据ISO刀具角度定义计算其静态工作角度,分析所设计刀具的切削能力;根据建立的数学模型进行刀具制备过程的分析,确定最终的刀具优化结构与制备工艺.所设计的微细球端立铣刀能够提高微细切削刀具切削部分的结构强度,同时显著降低刀具制备的难度.      

硬质合金刀具的动态可靠性及失效率研究

分析了硬质合金刀具在断续切削加工时的主要失效形式,考虑了冲击载荷作用次数对刀具可靠性的影响,运用应力-强度干涉模型及随机过程理论,建立了硬质合金刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在断续切削加工时的可靠度的变化规律.同时建立了以载荷冲击次数及加工时间为度量指标的刀具失效率计算模型.研究表明,随着载荷冲击次数和加工时间的增加,刀具的可靠度曲线出现逐渐降低的变化过程.刀具失效率具有"浴盆"曲线的特征,且与实验结果相吻合.通过该曲线可以准确地划分刀具的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,为刀具选取试验和修复时间以及可靠寿命等指标提供了理论依据.     

抑制高速旋转刀具系统不平衡量的方法研究

随着切削速度的提高,旋转刀具系统在离心力的作用下发生很大变化,直接影响工件的加工精度和表面粗糙度.通过应用非线性有限元模拟分析技术,分析了不平衡量对旋转刀具系统特性的影响.研究结果表明,采用配重措施对旋转刀具系统进行动平衡,可消除不平衡量的激励,明显降低刀具系统旋转时的振幅,提高零件的加工质量.     

刃口钝圆半径对硬质合金刀具性能的影响

目的分析刀具刃口钝圆半径对刀具切削性能和加工质量的影响规律,开展切削加工试验及刀具性能变化规律的研究.方法采用具有不同刃口钝圆半径的整体硬质合金铣刀,以航空领域广泛应用的TC4钛合金材料为切削加工对象,在相同的切削参数下进行切削加工试验;以切削力、表面粗糙度和刀具磨损规律为主要因素对刀具切削性能和加工质量进行分析.结果刀具刃口钝圆半径在10.35～13.78μm内各主要因素的变化趋势:随着刀具刃口钝圆半径的增加,整体硬质合金铣刀切削刃口的强度随之增加,但切削刃口的锋利度随之下降,切削力呈缓慢增加的趋势,刀具磨损速率逐渐减小,且刃口钝圆半径与被加工工件的表面粗糙度呈非线性关系.结论笔者研究所得结果可为硬质合金刀具加工钛合金工程领域提供借鉴.     

抗疲劳机械加工技术研究

工件机械加工过程中,在满足经济加工精度的前提下,降低制造成本,提高生产效率是机械加工行业不断追求的目标.但机械加工过程是一个通过刀具与原材料相互作用去除其多余部分而形成成品的过程.过程中会产生大量的热及振动等破坏刀具性能和寿命,进而影响加工对象的质量,这一现象称为疲劳加工.为高效生产出合格产品,就需要我们研究一种提高刀具的加工质量和寿命的新技术——抗疲劳机械加工技术.该文将以影响机械加工质量的诸因素为切入点,如刀具的材料的抗疲劳加工技术;刀具槽型的抗疲劳技术;内冷却液新刀具技术;超高压液体断屑槽抗疲劳加工技术等,通过理论分析并结合生产实践,研究抗疲劳机械加工技术,为生产服务,提高机械制造水平.     

氧化锆陶瓷车削刀具磨损机理及理论模型

通过不同刀具几何参数的YG6刀具车削氧化锆实验,研究了工程陶瓷切削刀具体积磨损理论模型.从强度理论和刀具磨损材料迁移的本质出发,将刀具的二维磨损推广至三维磨损.基于黏着效应机制,研究了氧化锆陶瓷车削的刀具磨损机理.通过力学分析,采用逐层积分法,综合了刀具几何参数与后刀面磨损面积之间关系,建立了刀具体积磨损理论模型.验证实验结果表明,刀具体积磨损量随前角或后角的变大先减小后增大,随刀尖圆弧半径的变大而减小,刀具体积磨损的模型理论值与实验值趋势一致,平均相对误差为4%~15%,说明模型具有较高的可靠性.     

TiAlN涂层刀具高速铣削淬模具硬钢的磨损规律

淬硬模具钢具有很高的硬度和强度,需采用特殊刀具进行加工.研究表明,氮铝钛(TiAlN)涂层刀具在不同铣削条件下高速铣削淬硬模具钢具有其独特的切削特性和规律.通过氮铝钛(TiAlN)涂层刀具磨损规律的研究,为淬硬模具钢的高速加工技术提供借鉴.     

TiAlN涂层刀具高速铣削淬硬模具钢的磨损规律

淬硬模具钢具有很高的硬度和强度,需采用特殊刀具进行加工.研究表明,氮铝钛(TiAlN)涂层刀具在不同铣削条件下高速铣削淬硬模具钢具有其独特的切削特性和规律.通过氮铝钛(TiAlN)涂层刀具磨损规律的研究,为淬硬模具钢的高速加工技术提供借鉴.     

利用扫描电镜进行钻削加工温度场的实验研究

一、前言孔加工在机械加工工业中占有十分重要的地位。就其加工工作量而言,孔加工的工作量约占整个机械加工工作量的1/4左右。和其它刀具相比较,孔加工刀具的尺寸要受到孔径大小、形状和长度的限制,刀具的强度和刚度较差,加之切屑不易折断和排除,切削区的散热和冷却也比较困难,因此切削条件要严酷得多。孔加工刀具中使用量最大的是麻花钻,它是在实体材料上进行钻孔和扩孔的主要孔加工工刀具。钻削温度及其分布将直接影响钻削生产率的提高,影响钻头的磨损和耐用度,影响工件的表面质量和加工精度。因而,研究钻削加工温度场就具有重要的理论和实践意义。     

基于功率传感器的刀具磨损量预测方法

使用功率传感器监测机床加工功率,和切削力、声发射等传感器相比,功率传感器具有实用性强、对加工过程无影响等优点.针对采集到的功率信号,在分析信号特征相关性的基础上,提出了一个多目标优化RP-SBL的刀具磨损量预测方法.对信号特征进行后处理(Re-processing,RP)消除电网波动和切削中其他偶然因素的影响,进一步提高特征对刀具磨损敏感性.基于处理后的特征,运用稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayesian Learning,SBL)方法建立刀具磨损量预测模型.此外,使用非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)对SBL模型相关参数进行优化以提高预测精度.实验研究表明,该方法能够实现刀具磨损量的准确预测.不同预测方法的对比表明,通过特征后处理提高信号特征对刀具磨损的敏感性,保证了刀具磨损量的准确预测,对SBL模型参数进行优化可进一步提高预测精度,减小预测误差的最大值.     

基于虚拟组装快速配刀的功能开发与实现

目前我国的刀具管理软件虽然在一定程度上能够满足刀具管理的业务需要,但刀具管理系统普遍缺少对刀具三维模型的图形处理能力,影响到对刀具的有效管理与使用.为减少刀具实际试装配次数、提高装配准确性,结合网页、计算机辅助设计(CAD)技术,在刀具管理系统的刀具组装模块中添加刀具虚拟装配功能.实际装配刀具前,需在本系统的刀具组装页面中加载待装配的刀具零件模型,通过人机交互调整刀具零件位姿后,可以自动识别刀具零件间的特征并建立其约束关系,实现刀具的虚拟装配.在刀具虚拟装配的基础上,可进一步实现对刀具的快速配刀及干涉的检查.     

可加工陶瓷材料ZrO2/CePO4钻削刀具的磨损

通过ZrO2/CePO4陶瓷的钻削实验,研究刀具磨损特性,分析各因素对刀具磨损的影响.分别应用硬质合金和高速钢钻头对制备的可加工陶瓷ZrO2/CePO4进行钻削加工.通过主后刀面的磨损测试和电镜观察,考察ZrO2/CePO4钻削中的刀具磨损形态、过程以及刀具材料、刀具角度、冷却条件对刀具磨损的影响.结果表明,高速钢刀具因磨损严重,不适于ZrO2/CePO4陶瓷的钻削.可加工陶瓷ZrO2/CePO4钻削过程中,硬质合金钻头的磨损主要包括3种形态:主后刀面磨损、第一副后刀面磨损和横刃磨损.与低碳钢比较,钻削ZrO2/CePO4陶瓷时硬质合金刀具的磨损速度增长较快,冷却条件对刀具磨损的影响显著.刀具材料和冷却条件是影响ZrO2/CePO4陶瓷钻削刀具磨损的主要因素.     

刀具形状对单晶硅纳米加工的影响研究

刀具的性能影响着工件表面质量的好坏,因此本文采用分子动力学方法,借助LAMMPS分子模拟软件和VMD可视软件来模拟三种不同刀具下单晶硅纳米加工过程,并截取瞬时图像来观察刀具形状对加工过程的影响.比较后发现球形和圆锥形刀具加工的表面质量要优于矩形刀具.     

路面铣刨机铣刨轮载荷波动仿真

根据单个刀具受力模型和计算公式,确定了铣刨轮载荷波动的计算方法,通过分析刀具排列参数对铣刨轮载荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的铣刨轮刀具排列参数优化数学模型.编写了Matlab优化设计程序,并对铣刨轮刀具排列参数进行了优化设计.优化前后统计数据表明,优化后的铣刨轮的载荷波动明显降低,提高了铣刨轮的工作平稳性和可靠性.图6,表2,参7.     

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。     

浅述数控车削加工中刀具和切削液的选择

刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率,而且还直接影响到加工质量。合理选择切削液可以改善工件与刀具间的摩擦,降低切削力和切削温度,减轻刀具磨损,减小工件的热变形,从而提高刀具耐用度,提高加工效率和加工质量。