应用盘铣刀端面摩擦力矩传递切削扭矩的条件

生产中使用的盘铣刀,是通过键槽来传递切削扭矩的。键槽给铣刀制造和使用造成困难。本文在调查研究与实验基础上,讨论了应用盘铣刀端面摩擦力矩传递切削扭矩的条件,进而建议取消常用中等尺寸铣刀键槽。     

减振铣刀切削钛合金TB6颤振和切削力分析

为研究减振铣刀(变螺旋角和变齿距铣刀)在切削钛合金TB6过程中的颤振和切削力,采用变螺旋角、变齿距和标准铣刀切削钛合金TB6,比较不同的切削速度和磨损量下3种铣刀的颤振和切削力特性;分析在磨损量分别为0.1,0.2和0.3 mm时3种铣刀的颤振和切削力随切削速度的变化,研究切削速度对颤振和切削力的影响;分析切削速度分别在25,30和35 m/min时3种铣刀的颤振和切削力随磨损量的变化,研究铣刀磨损对颤振和切削力的影响;分析在相同的切削速度和磨损量下3种铣刀的颤振和切削力,研究刀具几何结构对颤振和切削力的影响。研究结果表明:3种铣刀在切削过程中都没有发生明显的共振,随着切削速度和刀具磨损量增加,3种铣刀的颤振和切削力均呈增大趋势;刀具几何结构对于颤振的影响显著,相对于标准铣刀,改变螺旋角和齿距可以有效减小颤振;刀具几何结构对切削力的影响不明显,3种不同几何结构铣刀在不同切削速度和磨损量下的切削力规律不一致。     

硬齿面刮削铣刀盘切削应力应变有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS，对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮硬齿面刮削铣刀盘切削进行了应力应变的有限元分析，通过铣刀盘在各种改变参数条件下的应力分布图和变形图，预知刀盘切削时的应力应变大小及分布形式，优化出刀具切削时受力状况良好的刀具几何参数，进—步了解刀具几何参数对刀具强度、刚度等的影响规律，从刀具力学的角度找出刮削刀头易崩刃破损的结构因素。     

富钴结壳采集头切削特性相似实验研究

螺旋切削式采集头的结构参数和工作参数,尤其是切削深度,直接影响到采集头的力学特性和切削产物的粒度分布规律.通过建立的相似试验台进行了一系列的试验,研究了不同切削深度对截齿截割力、采集头扭矩、功率、比能耗、波动性及粒度分布的影响.相似试验结果表明,当切削深度在30 mm以内时,截齿平均力为160～300 N、采集头平均力矩为400～1100 N·m;比能耗为3～9 kWh/t;截齿力的波动系数为3～4.5、力矩的波动系数0.6～1.2;钴结壳模拟料破碎粒度的粒径都小于50 mm,证明现有结构的模型采集头能够满足钴结壳开采的需要.图7,参9.     

基于ANSYS/LS-DYNA的切削过程有限元模拟

金属切削过程是一个非常复杂的弹塑性变形过程。本文运用有限元分析理论及弹性力学理论,充分考虑到材料的本构关系、切屑与材料的分离准则以及切屑与刀具间的接触与摩擦,运用数值仿真软件LS-DYNA(一款非线性显式动力学分析软件)对切削过程进行有限元分析。结果表明:切屑的形成过程是材料受到刀具挤压产生剪切滑移的过程;最大等效应力在切削起初迅速增大直至一定值附近波动,此时进入切削稳定状态;最大等效应力随着切削速度的增大而减小;切削厚度越大,最大等效应力越大。     

三维复杂槽型铣刀片应力场的有限元分析

为提高铣刀的使用寿命，对波形刃铣刀片的应力场进行了有限元分析。通过铣削力实验，对不同切削参数下的波形刃铣刀片的铣削力进行动态采集，利用UC中的建模模块进行了波形刃铣刀片实体建模，根据切削力实验结果给出了边界条件，在波形刃铣刀片有限元模型上进行载荷加载，利用UG有限元分析模块，获得了波形刃铣刀片切削过程中切入、切出的瞬时应力场云图，显示了切削中铣刀片应力场的变化规律。结果显示：波形刃铣刀片的应力主要分布在主切削刃上，产生磨损，与实际情况完全吻合，为铣刀片优化设计提供了依据。     

多应力下铣刀的加速退化数据分析

工业实际应用中,铣刀常用于铣床对工件进行铣削加工.铣刀在工作过程中常受铣削条件或环境因素的影响,从而导致刀面发生磨损,影响其切削性能.本文选取刀面磨损量为铣刀的退化特征量,采用Gamma过程来描述铣刀的退化过程,建立了不同切削材料下受切削深度和走刀量影响的铣刀磨损的多应力退化模型;利用传统的多应力加速退化模型来描述切削深度和走刀量对退化的影响,利用极大似然估计方法估计出模型参数,进而比较了不同切削材料下双应力对退化过程的影响.     

超声振动切削皮质骨切削力的仿真研究

骨钻孔手术中过大的力和扭矩易造成钻头折断、骨组织损伤等问题.在普通钻削上加载超声振动,有助于改善手术效果.将钻削过程简化为二维正交切削,研究超声振动辅助切削机理,利用Abaqus建立皮质骨切削模型,对比分析了有无超声振动的切削力情况,通过正交试验研究不同参数对切削力的影响并建立预测模型.结果表明:在超声振动条件下切削力明显小于普通切削,且切削层厚度和振幅对切削力的影响较大,切削速度和频率影响较小,合理选用参数可以降低切削力.     

基于二维元胞自动机的温度场模型的分析

铣刀片在切削过程中受到周期性的热冲击，切削热产生恶劣的温度场对刀片造成破损，温度场在铣刀片切削过程中呈现出非常复杂的变化，研究切削热和切削温度的产生和变化规律是揭示刀具破损磨损产生机理的重要手段。利用有限差分法结合切削温度试验和利用元胞自动机理论对铣刀片温度场进行研究，可以建立二维波形刃铣刀片温度场算法系统，得出切削中各点的温度场，为刀片槽型重构奠定基础。     

高强钢高效加工层切面铣刀优化设计及仿真分析

利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿的角度参数;结合优化的切削参数,对层切面铣刀进行切削力仿真验证.研究工作将为重型高效铣削刀具开发和切削参数优化等提供基础和技术支撑.     

盾构刀具破岩过程及其切削特性

采用数值模拟技术并借助于大型有限元软件,选择在Ottosen四参数破坏准则基础上引入损伤因子的非线性弹塑性本构模型作为软岩的材料模型,建立盾构刀具切削软岩的二维简化模型,模拟破岩过程中裂纹的生成和扩展;建立三维有限元模型,分析切削力在整个切削过程中的变化,并通过试验验证仿真过程的可行性和有效性.研究结果表明;岩石的破碎过程和切屑的形成过程是由拉伸裂纹和剪切裂纹延伸而成;刀具的切削力与切削时间之间遵循波动变化关系,能够较真实地反映盾构刀具破岩过程中岩石的破碎动态响应过程;采用该方法研究刀具几何参数和切削参数对切削力的影响程度和趋势,为盾构刀具的最优化设计提供了参考依据.     

切削刃钝圆导致的鳞刺

本文借助高频摄影技术对切削刃钝圆导致的鳞刺作了研究。通过对高频摄影所得的照片进行观察分析,描述了切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程,并对刃前区裂纹的产生和切削刃钝圆半径与鳞刺高度的关系作了讨论。结果表明,切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程可划分为抹拭、导裂、层积和切顶四个阶段;被切金属和切削刃之间停止相对滑动是导致刃前区产生裂纹的主要原因之一;鳞刺高度随切削刃钝圆半径的增大而增大。     

基于有限元仿真的聚酰亚胺切削参数优化

采用VUMAT子程序嵌入法,考察了聚酰亚胺高分子材料弹性变形阶段的应力-应变关系,并通过三维热-力耦合有限元模型分析了切削工艺参数对聚酰亚胺铣削过程中切削力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果发现：随着进给量的增大,仿真的切削力、切削温度增加或升高,切屑的带状化程度变得严重。随后利用切削实验,验证了仿真模型的有效性与准确性,并获得了聚酰亚胺的最优切削工艺参数：进给量为0.20～0.30 mm/r。     

21″铣刀盘内外刀片刃磨夹具体的设计

弧齿锥齿轮是减速箱中的重要零件,其轮齿是用圆形端铣刀盘切制的,对于直径较大的铣刀盘的刀头是镶在刀体上的。在切削过程中,刀片不断磨损,需要及时刃磨铣刀片的前面,以保持刀片切削刃口的锋利。通过对夹具体的锯齿状角度设计可以实现在平面磨床上对铣刀头刃磨,以保证铣刀头具有良好的前角。     

NM360高强度材料钻削参数的研究

采用硬质合金（YG8）刀具对高强度钢NM360进行了钻削试验,从切削参数和刀具角度方面开展难加工材料切削性能研究,通过对比切削力和扭矩,以及分析金属切削机理等因素分析,经研究发现在钻床的工作条件内,该刀具的最佳切削用量为转速n为1 120mm/r,进给量f为0.03mm/r时,最佳刃口楔角βf为77°。     

切削参数对碳纤维复合材料制孔缺陷及孔壁质量影响研究

选取不同的切削参数,对碳纤维复合材料(CFRP)制孔质量有很大影响。因此深入研究碳纤维复合材料在使用不同类型刀具下选取不同的切削参数的制孔缺陷具有重要意义。设计了单因子试验,选取制孔刀具传统麻花钻、螺旋铣刀、台阶钻、烛心钻,分别在不同切削参数下对CFRP进行了切削制孔试验;并且利用超景深电子显微镜观测加工缺陷,使用表面粗糙度测量仪测量孔壁粗糙度;并引入分层因子的概念对出口缺陷进行了分析对比研究。研究结果表明,在CFRP制孔中,孔壁表面粗糙度受主轴转速的影响比较大,远远超过了进给量;通过选择适当的切削参数,能够获得较小孔出口处的分层缺陷,并且能够有效提高孔表面质量。     

热管铣刀散热基本结构的优化

为提高热管铣刀的散热效果,借鉴以往热管刀具散热结构的研究成果,建立热管铣刀散热基本结构,然后对该结构进行刀具散热性能的优化.通过铣削测温实验评价各种结构的优劣,获得热管铣刀的散热优化结构.基于该优化结构设计并制造出散热性能优良的热管铣刀,并通过切削测温实验验证该优化结构的有效性.切削区温度场反求的结果表明:经散热基本结构优化的热管铣刀,其散热性能有效提高;在某工艺条件下,相比普通铣刀,热管铣刀切削区的温降达35℃以上.     

钢管倒棱机浮动切削机构的研究

针对钢管倒棱加工过程中的钢管钝边问题,通过对倒棱机切削原理的分析,将刀具的固定切削模型改进为浮动切削模型,并建立浮动刀座的数学模型,推导出浮动弹簧机构的选择公式.最后,利用ADAMS软件进行动力学仿真分析,得到弹簧力和弹簧位移的曲线图,为钢管倒棱机浮动切削机构的进一步优化设计提供理论支持.     

铣削力/扭矩的解析卷积模型

为预报螺旋端铣刀铣削力和扭矩 ,建立了一个铣削解析卷积模型。铣削扭矩是铣削过程中一个重要的物理量。通过分析单位铣削力和扭矩之间的关系 ,可以获得铣削扭矩的傅里叶级数多项式 ,得到铣削扭矩在频域中的解析卷积表达式。结合铣削力的解析卷积模型 ,建立了 6维铣削解析模型。利用 kistler测力仪进行了一系列铣削实验 ,验证了模型能够对铣削力和扭矩的大小进行较准确地预报 ,从而实现了对铣削加工过程中力和扭矩的仿真计算     

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.