侧铣加工振动与表面轮廓形成

提出了一种准确在线测量铣削刀具和工件振动位移的方法;建立了考虑振动影响的侧铣表面微观形貌形成模型,并利用实测振动位移仿真了工件表面微观轮廓;研究了振动在工件表明轮廓形成中的作用.结果表明,文中提出的方法可有效在线测试切削振动,利用实测振动数据仿真获得的被加工面的微观形貌与实测结果相吻合,同时在给定的切削参数条件下,振动是微观轮廓形成的主要因素.     

基于LS-DYNA的金属切削加工有限元分析

采用有限元法对金属的切削加工过程进行了模拟,得出了工件内部应力、应变及温度的变化规律.模拟结果表明,切屑是切削层材料受到刀具前刀面的推挤,沿某一斜面发生剪切滑移形成的;切削进入稳定阶段后,材料的最大等效应力保持在某一值附近波动;钝圆半径的挤压导致成形表面产生残余应力;切削热主要集中在切屑上,切屑温度从切屑底层到外层逐渐递减.该方法弥补了实验方法冗繁的缺点,为金属切削原理的研究、切削加工工艺的设计提供了高效的方法和理论依据.     

淬硬钢旋削时的刀具特性对切削温度的影响

为了研究淬硬钢旋削时的刀具特性对切削温度的影响,在数控加工中心上对热传导率不同的刀具进行旋削加工实验。后刀面的切削温度用传统的温度测量方法无法准确测量,使用独创的光纤维耦合器型的2色温度计进行了测量。实验结果表明,切削速度和刀具的热传导率对刀具后刀面的温度有相当大的影响,切削温度随着切削速度的增加而上升,切削刀具热传导率越高,则切削温度越低。     

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。     

金属切削温度场数值模拟的若干问题研究

基于理论分析和实际有限元数值模拟计算中遇到的问题,研究、讨论了切屑分离标准、表面接触、摩擦系数的设定、切屑与工件之间的连接以及热应力耦合分析等各项技术,并应用大型有限元分析软件ANSYS,具体分析了金属切削过程中应力和应变的变化、剪切面的形成以及温度场对金属切削的影响,并依此对刀具作强度分析,得到若干结论。     

高速切削GH4169刀具磨损研究

使用PCDTiAlN硬质合金涂层刀具高速干车镍基高温合金GH4169,测量切削力(Fc)、切削温度(θ)和表面粗糙度(Ra),采用CCD观测系统刀具的磨损形貌,对刀具的主要磨损机理进行分析.研究结果表明,使用涂层硬质合金刀具材料高速干车削GH4169时,Fc,θ,Ra随刀具的磨损而变化.高速切削刀具磨损形态区别于常规速度切削,前刀面的月牙洼磨损直接连接了切削刃;且沟槽磨损很明显.磨损机理为磨料磨损和粘结磨损,在高温状态下伴随有扩散磨损、氧化磨损.     

高速切削工件表面微观形貌特征研究

根据实验观察,对高速切削条件下工件表面微观形貌形成过程进行了分析,对其特征进行了研究,结果表明:切削过程中的进给运动和高温对已加工表面形貌的形成起着至关重要的影响作用.     

SiCp/Al切削表面层力学物理性能研究

通过切削试验研究,从宏观和微观的角度探讨了SiCp/Al材料本身微观组织结构,切削力,切削温度等因素对已加工表面层硬度和表面残余应力的影响.试验结果表明：已加工表面层硬度和残余应力是各种因素叠加作用的结果,最高硬度值出现在次表层,切削温度升高使表面具有拉应力和加工软化的倾向增大,表面层塑性变形增大使表面残余压应力和加工硬化的倾向增大.     

SiCp/Al切削表面层力学物理性能研究

通过切削试验研究,从宏观和微观的角度探讨了SiCp/Al材料本身微观组织结构,切削力,切削温度等因素对已加工表面层硬度和表面残余应力的影响.试验结果表明已加工表面层硬度和残余应力是各种因素叠加作用的结果,最高硬度值出现在次表层,切削温度升高使表面具有拉应力和加工软化的倾向增大,表面层塑性变形增大使表面残余压应力和加工硬化的倾向增大.     

刀具温度场对刀具表面覆盖膜的影响

研究了ＴｉＣ类硬质合金刀具切削Ｃａ－Ｓ易切不锈钢时，刀具温度场及其对刀具表面覆盖膜的影响。结果表明，覆盖膜形成时，在距主切削刃０．２５－０．５ｍｍ范围内，靠近前刀面处垂直前刀面的温度梯度比无覆盖膜时的温度梯度小得多，使覆盖膜／前刀面间的温度在切上过程中维持在８８０－５８０℃之间，为形成稳定覆盖膜创造了最佳温度环境。     

WC-Ti(C, N)-Co梯度硬质合金表面韧性区的形成机理

从动力学的角度分析WC—Ti（C，N）-Co硬质合金在液相烧结过程中表面韧性区的形成机理。借助金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和切削实验研究表面韧性区梯度硬质合金的微观结构和性能。研究结果表明：由于N原子与Ti原子之间强烈的热力学耦合作用，N原子和Ti原子在液相烧结过程中朝相反的方向迁移，在合金表面形成缺立方相碳化物的韧性区；与合金内部的WC晶粒相比，韧性区内WC晶粒度更细，晶体取向发生改变；刃口附近前、后刀面的表面韧性区的厚度呈现梯度变化；在合金内部存在环形相结构的立方碳化物；表面韧性区使合金的强度提高，使涂层刀片的抗冲击性能提高1.6倍。     

7075-T6铝合金单向超声振动车削表面质量及形貌特征

对7075-T6铝合金试件采用普通切削(CT)和振动切削(UVC)加工方法进行了加工实验,分析了2种切削加工方法在不同参数下对铝合金试件加工表面粗糙度的影响.试验研究结果表明:在相同的进给量和切削深度情况下,随着车削速度的变化,普通切削获得的加工表面粗糙度先减小后增大再减小,但随着转速的增大进入高速切削后,工件表面粗糙度值逐渐趋于稳定;随着进给量的增加超声振动硬车削与普通硬切削加工表面粗糙度都呈上升趋势,超声振动切削表面粗糙度较小;在切削速度、进给量相同的条件下,普通硬质切削7075铝合金加工表面粗糙度随着切削深度的增加而增加,而超声振动切削7075铝合金加工表面粗糙度随着切削深度的增加先减小后增加.通过对获得实验数据的分析以及对车削加工获得的加工表面显微形貌的观测,证实了超声振动加工在难加工材料加工中的优势.     

干切削与切削液的发展趋势

一、切削液及其市场现状切削液是金属切削加工过程中使用的冷却、润滑剂,主要有冷却、润滑、清洗、去屑和防锈的作用,是金属加工过程中重要的配套材料,它能带走切削加工过程中产生的大量的切削热、防止工件锈蚀、改善刀具在切削区的润滑条件,减小刀具与工件加工表面和已加工表面的摩擦,因而起到延长刀具使用寿命、减小内应力、改善加工质量,提高切削加工生产效率的作用。     

预应力硬态切削加工中残余应力的数值模拟

航空轴承外圈的疲劳裂纹分析表明,套圈表面的残余压应力分布致使轴承表面接触疲劳寿命降低。预应力切削是一种能主动控制加工表面的残余应力状态的方法,它是通过预先给工件施加一个弹性范围内的张应力后再进行切削加工。针对预应力硬态切削的特点,建立了切削模拟的三维热力耦合模型;分析研究了材料本构方程、任意拉格朗日-欧拉方法以及刀屑接触面的摩擦模型等切削模拟中的关键技术。最后,通过切削实验和有限元模拟,比较和分析了预应力硬态切削对加工表面应力状态的影响,证明了预应力切削方法能在加工表面产生残余压应力,从而提高加工表面的接触疲劳寿命。     

涂层刀具的切削性能及发展趋势

切削刀具材料不仅需要有很高的硬度和耐磨性,而且需要有较好的抗弯强度和冲击韧性。这两方面的性能相互矛盾,难以兼顾。在刀具表面敷以涂层,是解决这一矛盾的有效方法。刀具材料表面有了涂层,其综合性能得到了明显的提高。本文将着重讨论涂层刀具的切削性能和发展趋势。     

大刃倾角外园精车刀的工作原理

本文从理论上阐述了大刃倾角外园精车刀的工作原理,并采用了修光刃付后刀面的熨平作用来提高加工光洁度,同时介绍了获得负后角的调整计算方法。文中所采用的机夹可转位大刃倾角外园精车刀,具有结构简单、刃磨方便、刀片利用率高、加工质量稳定、能实现以车代磨等优点。     

新型低碳高硫易切钢表面粗糙度的研究

文章通过切削试验对新型低碳高硫易切钢的表面粗糙度进行了研究,分析了工件材料、进给量、刀尖圆弧半径、切削速度对表面粗糙度的影响。研究结果表明:进给量和刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响较大,表面粗糙度随着进给量的增大而明显增加,随着切削速度的提高而有所改善;易切钢中O元素和S元素含量是影响表面粗糙度的主要因素,当O元素含量合适时可以改善工件材料基体中的硫化物形态,而硫化物在切削过程中可以起润滑作用,从而改善表面质量。     

高速车削碳钢工件表面的微观形貌和结构特征

根据对中碳钢所进行的高速车削实验的观察，对高速车削工件表面微观形貌和表层微观结构的形成过程及其特征进行了分析研究．结果表明，切削速度和材料硬度是决定切削过程中材料变形的主要因素，切削热使被切削材料产生高温软化，形成特有的工件表面犁垄和熔融金属涂抹现象，工件表层材料因切削高温出现二次淬火及回火现象，显微硬度发生改变，并出现了硬脆的白层组织．切削过程中的刀一工相对运动和切削热现象对已加工表面的形成起着至关重要的作用，随着切削用量增大，切削热和摩擦热增大，形成了高速车削工件表面特有的微观形貌和表层微观结构．     

论积屑瘤对加工精度的影响

在精切削加工时,为什么采用极低或高速切削时工件表面粗糙度低？为什么采用润滑性能好的切削液、刀具前角大、进给量和刀具主偏角小工件表面粗糙度低？为什么工件材料硬度高、脆性大的材料,在切削时粗糙度低？等等。怎么保证加工质量,值得深思。本文论述了在切削塑性材料过程中一种常见的物理、力学作用下,积屑瘤的生长条件,消失、防止措施,及对精加工表面粗糙度产生的影响。     

切削加工有限元模拟的关键技术

近年来,有限元分析方法在切削加工中的应用变得越来越广泛,切削加工过程中有限元模拟主要涉及以下技术：切屑分离标准的确定、刀-屑表面接触问题的处理、动态自适应网格技术、适用于大型计算的并行机与网络计算技术等。这些技术的正确处理有助于提高有限元模型的计算精度和效率。它在优化切削工艺参数、研究切屑成形机理、提高切削质量等方面有着不可替代的作用。