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。     

直角切削工件切削温度的有限元仿真

以传热学为基础，建立切削温度二维瞬态有限元模型。得出剪切热源引起的工件温度分布曲线。用有限元模拟温度分布，为提高零件加工精度提供了依据。     

基于流线理论计算正交切削中应变率和应变的方法

依据流体力学中的流线理论,选用了一个较为通用的流线模型,对正交金属切削时的塑性变形进行了分析研究.对实验获得的切削中的流线轨迹和流线模型进行拟合,确定了模型中的几何参数.应用流线理论和塑性理论相结合的方法,计算了剪切区的应变率分布,其结果与前人的实验和计算结果基本吻合,说明此流线模型可以用来分析金属切削中的塑性变形.对应变率进行数值积分,得到了剪切区的应变分布.根据计算的应变结果,提出了一种定义剪切区形状的方法.     

基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析

考虑随机因素的影响,采用蒙特卡罗数值模拟方法,研究金属切削过程中切削力的统计分布规律.建立非等分平行面剪切区模型,求解切削速度、剪应变以及剪应变率.构建金属切削材料控制方程和温度控制方程,求解剪切区剪切应力及切削力.根据切削参数的分布信息抽取样本,代入切削力模型进行计算,获取切削力,并统计切削力的概率特性,从而提出一种基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力预测方法.     

正交切削淬硬45钢绝热剪切临界条件实验研究

进行了3种硬度淬硬45钢的正交切削实验,通过金相观测研究了切削条件对第一变形区绝热剪切的影响,得到了淬硬45钢在正交切削过程中的绝热剪切临界切削条件,并分析了平均切削力和切屑变形.结果表明：淬硬45钢的绝热剪切临界切削速度随着切削厚度的减小或刀具前角的增大而增大.材料硬度越高,临界切削速度越小.在绝热剪切发生时,平均切削力不发生突变.在绝热剪切发生之前,带状切屑的变形系数随着切削速度的增大而减小,并逐渐趋近于1.     

带圆弧型卷屑槽刀具的直角干切削动态传热模型

分析了带圆弧型卷屑槽刀具在正交干切削加工过程中切削热的产生及分布，建立了剪切功分析模型和切屑动态传热模型，并结合刀具传热模型，得出了摩擦热在切屑和刀具间的能量分配比Ｒｆ和切屑、刀具内动态温度分布的理论计算方法。     

线状加热条件下钢板温度场的研究

分析了水火弯板工艺过程的热加工特点，应用移动热源理论建立了在线状加热过程中求解薄板，中厚度板和厚板温度场的数学模型，研究了求解薄板温度场的数值方法，介绍了测量钢板受线状加热时瞬态温度分布的实验方法，给出了薄板温度场的计算和实验结果，为研究水火 板热弹塑性变形问题提供了一定的理论基础。     

切削区温度分布研究

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.本文通过分析切削力和刀—屑接触长度的计算,建立了刀—屑接触区的正应力与剪应力的分布计算模型,采用有限元法对稳态切削过程中切削温度分布进行了计算,得到了切削区切削温度的分布情况.     

基于单刃单磨粒正交切削的微铣磨温度仿真

建立单刃单磨粒正交切削模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)法,对微尺度铣磨复合加工进行有限元仿真,分析切削过程中的温度场分布与变化情况,以及后刀面磨粒磨削对加工温度的影响.按照热源分布位置划分温度区,分析加工过程中各温度区温度变化规律.通过仿真结果发现,工件加工时温度场中的最高温度出现在磨粒磨削区和毗邻刃口处两个位置;除磨粒磨削区外,微铣磨复合加工工件各温度区温度变化规律与微铣削相同;后刀面磨粒磨削作用使切削过程中工件各温度区温度升高,离磨削区越近,温升越大.     

大型再制造机床运动结合部的热变形分析

在高速重载高精度机床切削过程中,多种热源的作用会使导轨运动结合部产生热变形,采用红外测温仪测定机床导轨面的温度分布,然后利用有限元软件ABAQUS,计算出结合部的热变形量,评估热变形对几何精度的影响,最后优化配置床身导轨结合部。结果表明:合理布置床身的导轨支撑,使得导轨运动结合部上的变形量得到抑制不致出现过大突变。因而必须考虑大型部件空间分布的温度场对机床结合部精度的影响,可为大型机床的再制造提供参考。     

安徽桐城挂车河镇地区东西向韧性剪切带分形特征及其估算应变速率适用性分析

 安徽桐城挂车河镇(挂镇)地区东西向韧性剪切带包括早期长英质韧性主剪切带、晚期镁铁质韧-脆性剪切带和伴生的长英质同向或牵引变形带.两期长英质构造岩中石英动态重结晶新颗粒发育,边界具有锯齿状或港湾状等不同的微观特征,具有统计意义上的自相似性和明显的分形特征.其分形维数介于1.097~1.144,变形温度介于600~700℃,变形条件相当于麻粒岩相和同构造花岗岩;高温流变学方法估算应变速率低于10^-7.27s^-1,镁铁质韧-脆性剪切带伴生初糜棱岩的应变速率比主韧性剪切带糜棱岩的小0.5数量级左右.分形维数可用作变形温度计和应变速率计,但石英颗粒变形实验推导的Kruhl温度计和Takahashi应变速率计在天然变形岩石中应用很少.与其他方法估算的变形温度和应变速率综合对比结果表明,Kruhl温度计是适用的,而Takahashi应变速率计仅适用于低温(T<400℃)条件.     

内蒙古霍各乞矿区狼山群伸展构造及其控矿作用

对内蒙古霍各乞矿区内面理、线理、褶皱、断裂构造进行多层次、多尺度、详细的构造解析发现，内蒙古霍各乞矿区狼山群早期存在明显的伸展变形，广泛出现顺层面理。在狼山群第三岩组中发育韧性剪切带、糜棱岩、顺层掩卧褶铍及石香肠构造。霍各乞矿田含矿岩系实际上是变形较强的顺层韧性剪切带，矿床或矿体最初在韧性剪切带及顺层面理中富集成矿，形成浸染状、层状、条带状、块状矿化。     

商南-商城断裂带中段大型韧性走滑剪切带研究

商南－商城断裂带中段的韧性剪切带是由多条糜棱岩带及其所夹的变质岩块体组成的大型韧性剪切带。它是以简单剪切为主要变形机制的、于绿片岩相温压条件下形成的韧性剪切带。剪切带内糜棱岩的塑性变形和恢复重结晶作用强烈。糜棱叶理产状多较陡倾，ａ线理近水平，表明为走滑断裂。大量不对称旋转构造指示该剪切带早期为左行剪切，后期在不同地段又叠加上程度不同的右行剪切     

规则齿形不连续面的变形特性及其定量评价

以研究不连续面的变形特性为目的,采用双曲线函数作为描迷不连续面剪切位移曲线的本构式,讨论了表征剪切位移曲线形态的关键因素,即：公式中的系数A,B．根据系数A,B的物理意义,分析了它们与垂直应力比、不连续面的起伏角i以及不连续面的剪切面积之间的关系．同时,又将双曲线函数的模拟曲线与试验曲线进行了比较．由于模拟曲线能较为正确地描述初始剪切刚度以及峰值剪应力,使它能较为理想地表现剪切位移曲线,进而使该定量的评价方法具有实际的使用价值．     

异步轧制的刚塑性有限元分析

异步轧制与传统的轧制方法不同。它是通过上辊慢速和下辊快速的线速度差值来实现的。异步轧制的主要优点是降低轧制力和能量损耗。本文是利用平面应变刚塑性有限元法对异步轧制过程进行结构的变形分析。 计算条件取自文献中的试验条件，因此计算结果可以用试验数据相比较。由多种条件的数值分析来讨论搓轧区和差速比对轧制力、轧制力矩的影响。 计算结果符合实测的结果，可以认为刚塑性有限元法也是解决异步轧制的一种有效工具。     

湖北谷城紫金复合型韧性剪切带的变形史及其推覆构造意义

作为武当山大型推覆体内部紫金断片构造边界的紫金韧性剪切带具有复合性质,曾先后经历了自北而南的韧性推覆—北东向脆、韧性左行走滑—北东向韧、脆性右行走滑—脆性张破裂及平移。韧性剪切带的演化与武当山推覆构造的递进变形密切相关。     

考虑节点域剪切变形的钢框架有限元分析

借助有限元分析软件MIDAS／Gen,将钢框架梁柱节点作为一个单独的单元,建立起了考虑节点域剪切变形钢框架结构的有限元模型．将考虑节点域剪切变形的模型与传统计算方法的计算结果进行对比,为较准确的钢框架结构分析计算提供参考．     

秦岭勉略缝合带两期韧性剪切变形及其动力学意义

构造解析表明勉略蛇绿构造混杂岩带经历了两期韧性逆冲剪切变形 ,早期剪切变形主要发育于蛇绿岩和火山岩岩片中 ,与区域变质作用同期 ,剪切运动方向 NW→ SE;晚期剪切变形具有 NNE→ SSW高角度逆冲特点 ,并使不同岩片推覆叠置 ,构成缝合带现今主导叠瓦状构造样式。变质变形作用研究显示 ,两期剪切变形都具有高压 -低温性质 ;综合变形时代以及整个缝合带构造演化 ,认为它们分别代表了俯冲与碰撞造山期变形 ,并指示洋壳俯冲和碰撞造山作用均具有斜向特点。     

秋格明塔什-黄山韧性剪切带构造变形序列

运用构造解析方法和应变测量与显微构造分析方法，研究了秋格明塔什－黄山韧性剪切带的构造样式，建立了其变形序列。该带依次经历了：（１）中深部构造层次的紧闭同斜褶皱作用；（２）中深部构造层次的顺层（片）韧性剪切变形；（３）中部构造层次的右行走滑脆－韧性剪切变形；（４）中浅构造层次的膝折作用。