刀具前角对切削加工振动的影响（英文）

对机械加工中刀具前角对切削加工振动的影响进行了系统的实验研究和相应的理论分析,结果表明：随着刀具前角增加切削加工振动的振幅逐渐减小．当刀具前角γ０ ＜ ０°时,最大振幅产生在Ｖ＝ ５０～７０ｍ ／ｍ ｉｎ;而当γ０ ≥０°时,最大振幅产生在Ｖ＝ １６０～１８０ｍ ／ｍ ｉｎ．为精密和超精密加工中有效地抑制或避免切削振动提供了理论与实验依据     

刀具最大前角和最小后角及刃磨的调整计算

本文分析了最大前角剖面自主剖面起的旋向对刀具最大前角和最小后角公式的影响,导出了最大前角和最小后角的最简形式,并在此基础上推出了在Y—Z—Y配置的虎钳上刃磨车刀的计算公式。     

刀具的工作角度及其计算

本文分析了刀具在切削加工中几何角度变化情况，阐述了工作刃倾角、工作主偏角、工作前角、工作后角的准确概念．并导出其计算公式．     

切削强烈塑性变形对材料微结构及硬度的影响

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了比本体材料更高的硬度和强度。本文对比了不同的金属和合金在各种刀具前角和切削速度条件下,切屑上产生的剪应变、切屑的微结构及其硬度的变化规律。实验结果显示随着刀具前角的减小切屑的微结构得到显著细化,其硬度随之得到极大地提高;而切削速度的减小提高了切屑的硬度但其微结构的变化不甚明显;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减弱。     

等螺旋角回转刀具刀刃曲线的通用算法

在给出等螺旋角回转刀具刀刃曲线上螺旋角的通用公式的基础上，利用累加弦长三次参数样条函数和常微分方程的数值求解法－龙格库塔法，提出了等螺旋角刀刃曲线的通用算法，为实现等螺旋角回转类铣刀ＣＡＤ／ＣＡＭ软件的通用化打下了基础。另外给出了通用算法的程序框图。     

刀具加工中机床调整精度分析

本文通过对万能工具铣床加工可转位刀具刀片槽的理论分析和计算机辅助分析，总结出由于加工过程中理论计算和实际调整过程中的舍入误差，三向回转工作台的制造和调整随机误差的存在而导致的刀具角度实际加工后的误差变化规律，同时指出了刃倾角、前角和主偏角选择对实际刀具角度的误差影响，给出了计算机辅助分析的数据和图形，供有关方面参考。     

回转刀具数控磨削刀位轨迹生成

提出用通用砂轮数控磨削回转刀具的刀位轨迹定义及其约束条件，在此基础上建立了刀位轨迹的生成原理和计算方法，并以零前角滚刀前刀面的数控磨削为例，详细讨论了干涉分析，干涉处理及刀具截形检验的方法和原理。     

车削氧化锆工程陶瓷中刀具几何参数对刀具磨损的影响

为研究刀具几何参数对车削可加工陶瓷的刀具磨损影响,以氧化锆工程陶瓷为加工对象,以刀具的体积磨损量作为刀具在不同几何参数下磨损程度的衡量标准,通过YG6刀具的外圆车削实验,研究了刀具前角、后角以及刀尖圆弧半径对刀具磨损的影响.实验结果表明:刀具的磨损形式主要是黏着磨损,并伴有部分磨粒磨损;刀具体积磨损量随前角变大,先缓慢...     

论刀具座标系统与刀具命名法

本文旨在介绍ISO3002/I的主要内容,并对刀具参考座际系的建立和对刀具角度标注体系进行分析和归纳,综合有关学者论述首先采用了“刀具命名法”这一术语。指出法前角命名法和正交前角命名法的物理意义明确,应优先采用,而进给前角命名法在描述刀具切削性能方面不够直观,但在刀具设计计算中仍占有重要地位;至于最大前角命名法从刀具技术的发展角度来观察,仍具有一定的实际意义;这正体现了ISO新标准的完整性。     

前角可控的等螺旋角锥形铣刀三轴数控加工原理

根据等螺旋角、前角按给定的规律变化的要求，推导出了锥形铣刀前刀面法矢的表达式，给出了精确保证前刀面法矢的数控加工运动的计算方法，并证明了通过三轴联动数控加工就可以达到等螺旋角、前角按一定规律分布（可控）的要求．采用计算机图形模拟技术模拟了不同端面前刀面的形成过程，由图形模拟结果还可以判断前刀面是否发生过切干涉以及容屑槽深度是否合理     

构建球面砂轮磨削立铣刀前刀面的游动坐标系

根据球面砂轮磨削立铣刀前刀面的特点和法前角的定义,提出一种基于刀具设计法前角和刀刃曲线的游动坐标系的构建方法,以主动控制被磨削刀具的法前角,并推导出为确保刀具设计法前角而在刀位计算中应遵循的前提条件,避免了以Frenet标架为游动坐标系时必需的迭代运算,使刀位计箅得到简化.最后,以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例,利用以 AutoCAD2006为平台开发的仿真加工模块,验证了所构建的游动坐标系的有效性.     

前角对单晶镍纳米加工影响的分子动力学仿真

应用分子动力学仿真研究了单晶镍的纳米加工过程.通过研究加工力的变化规律,发现加工初期加工力剧烈波动与工件中产生了较大体积的层错结构有关.采用不同前角的刀具进行了一系列加工仿真,结果表明:在刀具前角的增大过程中,加工力及前刀面与切屑之间的摩擦系数逐渐减小;由于前角的增大使刀具对切屑的推挤作用与切屑的整体弯曲减弱,切屑高度增加及切屑中完好的FCC原子比也逐渐增加;工件亚表面的缺陷原子数目逐渐减少,损伤深度也呈减小趋势.采用负前角加工时,工件亚表面损伤较严重,出现了层错四面体结构和LC位错;工件内部高温原子数随刀具前角的增大而逐渐减少,并且工件的温度分布以刀具圆角为中心向工件内部辐射.     

刀具几何参数对已加工表面残余应力影响的模拟

建立了平面应变状态下的正交切削模型,并基于热-弹塑性有限元理论和改进的Lagrange方法,利用有限元软件对切削过程和残余应力的获得过程进行模拟,得到了已加工表面残余应力的分布规律,以及刀具前角和刀刃圆弧半径对残余应力的影响规律。研究发现,残余应力的数值随着圆弧半径的增大而增大,随着刀具前角的增大而减小。本文的结论可为调整和控制残余应力、提高已加工表面质量提供指导。     

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.     

用优化方法对非零前角插齿刀齿形角进行修正

非零前角插齿刀,由于前后角的影响使得产形齿轮齿形不再是渐开线而产生齿形误差。这种误差影响了齿形精度,特别是负前角插齿刀,现行的设计方法不能满足齿形精度。本文用优化方法对插齿刀齿形角进行了修正,使修正后的插齿刀齿形误差,在最不利的情况下也不超过3μm,大大提高了插齿刀齿形精度。     

回转刀具数控磨削刀位轨迹生成

提出用通用砂轮数控磨削回转刀具的刀位轨迹定义及其约束条件,在此基础上确立了刀位轨迹的生成原理和计算方法,并以零前角滚刀前刀面的数控磨削为例,详细讨论了干涉分析、干涉处理及刀具截形检验的方法和原理．     

一种改进的角点提取方法

提出了一种改进的角点提取算法,该算法是基于角点的性质,即在角点的某个领域内,图像灰度的变化在任意一条通过该点的直线上都很大。为了便于对最后的灰度变化值求取极值,同时兼顾灰度变化值计算的准确性,采用了在方形窗边界上的线性插值。在插值的基础上,可计算出边缘角,通过它来对角点候选点作进一步的筛选,测试表明该方法比较进前取得了更好的效果。     

关于应力切削的研究

本文从研究金属切削刃前区的应力状态入手,人为地改变这种应力状态,进行“应力切削”,达到由应力实现分离被加工材料的目的。本方法的切削效果近似于楔角为零度的理想刀具的切削;且对材质无任何影响,符合下料工序的要求。文中对这种方法的理论依据及其应用进行了工程实践,结果表明,这种方法不仅可行,而且具有高效率和低能耗的潜在优势。     

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.     

立方氮化硼刀具破损问题的探讨(Ⅰ)

立方氮化硼(CBN)刀具在加工合金铸铁的实际切削中破损问题十分严重。生产中要求找出有效措施以改变这种现象。本文根据弹性力学的原理,推导出了刃口区的应力分布,并在此基础上进行了光弹性模拟试验和实际切削试验。理论推导与试验结果基本吻合。当其它切削条件一定时,刀具前角由正值变为负值时,极限应力点由拉应力区移向压应力区,并根据实测数据计算出径向应力由正值变为负值。用两种不同前角的CBN刀具加工同一根合金铸铁,无论从刀具寿命或破损率及形貌上均可表明,采用本文给出的几何参数的合理性,从而找出了合理的前角数值。此外,论述了选取负倒棱的必要性。为进一步研究CBN刀具的切削性能和破损机理奠定了基础。