碳钢高速车削中基于量热法的切削热分配

介绍了基于量热法的碳钢高速车削切削热在切屑、工件、刀具及环境中的量化分配.采用水作为收集切削热的媒介,通过自行设计的适配于高速车床的集屑容器以及分别收集工件和刀具热量的容器,在封闭式高速车削条件下测得各容器中水和承载物的温度变化,从而计算出传入切屑、工件、刀具及环境中的热量和总热量以及热流量.通过测量切削力和设定切削速度,得到主切削力的功率.将算出的总热流量与主切削力的功率相比较,评判用量热法测量切削热时的精确程度.     

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.     

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。     

可转位刀片加工1Cr18Ni9Ti的切屑处理研究

利用具有不同槽形参数的几何设计特点的四种新型可转位硬质合金刀片（ＣＮＭＧ１２０４０８－ＱＭ，ＣＮＭＧ １２０４０８，ＤＮＭＧ １５０６０８－１５，ＳＮＭＧ １２０４０８－Ｖ１）进行了４５号钢和奥氏体不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ的切屑处理对比研究，考察了难加工材料力学性能对切屑厚度、切屑卷曲和切屑折断的影响。分析了加工１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ时能实现有效切屑处理的适宜的刀具几何参数和断屑槽型。     

可转位刀片加工1Cr18Ni9Ti的切屑处理研究

利用具有不同槽形参数和几何设计特点的四种新型可转位硬质合金刀片（ＣＮＭＧ１２０４０８－ＱＭ，ＣＮＭＧ１２０４０８，ＤＮＭＧ１５０６０８－１５，ＳＮＭＧ１２０４０８－Ｖ１）进行了４５号钢和奥氏体不锈钢ＩＣｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ的切屑处理对比研究。考察了难加工材料力学性能对切屑厚度、切屑卷曲和切屑折断的影响．分析了加工ＩＣｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ时能实现有效切屑处理的适宜的刀具几何参数和断屑槽型。     

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。     

大应变切削制备纳米晶/超细晶切屑形成机理的有限元研究

本文建立了大负前角和钝圆半径联合作用的大应变切削模型,采用有限元Deform分析软件模拟较低的切削速度下,刀具前角和钝圆半径对切屑形态、应力、应变、应变速率、切削温度和切削力的影响。实验结果显示,随着刀具前角的减小和钝圆半径的增加,切削变形区中等效应变、应力、应变速率、切削温度和切削力均有一定程度的增加,且刀具前角相比钝圆半径具有更加重要的影响,而负前角切削时,钝圆半径的作用明显减弱。大负前角低速切削条件下,切屑在相对低的温度、较高的应变速率和应力下发生大剪切应变,形成具有纳米晶/超细晶结构和高硬度的切屑材料。     

直角干切削动态传热模型

分析了切削加工过程中的切削热分布，建立了切屑动态传热模型，并结合刀具传热模型，得出了直角干切削过程中摩擦热在切屑和刀具间的能量分配比Ｒｆ和切屑，刀具内温度分布的理论计算方法。     

纳米/超细晶切屑形成机理的有限元研究

建立了大负前角和钝圆半径联合作用的大应变切削模型,采用有限元分析软件模拟较低切削速度下刀具前角和钝圆半径对切屑形态、等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力的影响.结果显示,随着刀具前角的减小和钝圆半径的增加,切削变形区中的等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力均有一定程度的增加,且刀具前角比钝圆半径影响更为显著;负前角切削时,钝圆半径的作用明显减弱;大负前角低速切削时,切屑在相对低的温度、较高的应变速率和应力下发生大剪切应变,形成具有纳米/超细晶结构和高硬度的切屑材料.     

切屑与刀具前刀面摩擦系数的实验研究

研究金属切削过程中切屑和刀具前刀面之间的摩擦现象,找出其变化规律,对了解和控制金属切削刀具的磨损过程及磨损速度,以提高刀具耐用度,具有十分重要的意义。刀具前刀面上的切屑与刀面之间的摩擦条件,比一般机械磨损过程要严酷得多:首先,切屑与前刀面之间的压力很大(可达1.96～2.94GPa以上),加之摩擦速度高,会产生大量的切削热,形成很高的切削温度。因而,在距切削刃一定范围内,切屑底部的金属要和刀具前刀面产生粘结。在粘结区域内,切屑与刀具前刀面的摩擦就不再是一般的外摩擦,而是粘结部份和上层金属之间的相对滑移,即内摩擦过程。所以,切屑与     

淬硬钢切削过程分析

从微观角度和刀具的导热性分析了Si_3N_4陶瓷刀具与硬质合金刀具切削过程,并观察了不同的切屑,证明陶瓷刀具切除的切屑有热变形的特点。     

陶瓷刀具切削淬硬轴承钢切屑形态的研究

本文分析了陶瓷刀具切削淬硬ＧＣｒ１５轴承钢生成的锯齿形切屑形态，切屑不同部位的金相组织和硬度分布及切屑底部的脆变剥落现象，研究了据齿形切屑变形过程，变形程度的定量化分析，切屑形态的转变，切屑形态与陶瓷刀具初期破损的关系。     

矩形槽切削的切削力及切屑横向变形的研究

本文指出,矩形槽切削时的切削力可以看成由三部分组成:a、刀具主切削刃作直角自由切削产生的切削力;b、刀具副切削刃产生的切削力;c、切屑横向变形引起的切削力。通过分析表明,矩形槽切削时,切削力较自由切削时大的主要原因是由于切屑的横向变形受到限制而产生附加应力场,造成流屑过程中切屑两侧与工件已切槽侧壁发生严重摩擦所致,而刀具副切削刃产生的切削力几乎是可以忽略的。     

涂层硬质合金刀具切削力的研究

本文的内容主要是研究涂层硬质合金刀具与未涂层刀具的切削力对比。同时研究它们前刀面上摩擦系数的对此及切屑变形系数的对比,借以解释涂层刀具切削力减小的原因。研究表明,TiC涂层刀片的单位切削力比未涂层刀片降低3～4％,TiN涂层和TiC/TiN涂层刀片的单位切削力降低6～9％。涂层刀具与切屑间的摩擦系数及切屑变形系数均相应减小。随着切削时间的延长,涂层、未涂层刀具的切削力的差距进一步加大。本文研究结果将有助于涂层硬质合金刀具的推广和应用。     

淬硬模具钢高速铣削切屑显微特征与变形规律研究

不同的切削介质条件下,氮铝钛(TiAlN)涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时切屑的显微特征和变形是不同的,通过在干铣削、水溶性切削液、空气油雾、氮气油雾介质下高速铣削淬硬模具钢切屑显微特征的研究,得出TiAlN涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时切屑变形规律,为高速铣削工艺过程的选定提供帮助.     

干切削加工对刀具性能的要求

传统的湿切加工使用切屑液进行冷却,由于切屑液对环境造成一定的污染,一种新型的切削加工方法--干切削加工已问世.干切削由于不使用切削液冷却刀具,因此对刀具的材料、涂层技术及刀具几何形状等性能方面要求较高.     

陶瓷坯体车削成型工艺方法探讨

对几种不同粘结剂含量的陶瓷压坯的抗压溃强度、切削过程中刀具的磨损、切屑形貌等进行了比较，分析了其可切削性能。研究表明，粘结剂添加量过大，压坯强度下降；粘结剂过少，刀具磨损快，切削力大；两种情况都会造成危险裂纹，产生烧结开裂。当加入量适中，产生塑性切屑时，坯体表现出良好的可切削性。     

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.     

淬硬模具钢高速铣削切屑显微特征与变形规律

不同的切削介质条件下,氮铝钛(TiAlN)涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时切屑的显微特征和变形是不同的,通过在干铣削、水溶性切削液、空气油雾、氮气油雾介质下高速铣削淬硬模具钢切屑显微特征的研究,得出TiAlN涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时切屑变形规律,为高速铣削工艺过程的选定提供帮助.     

陶瓷坯体车削成型工艺方法探讨

对几种不同料结剂含量的陶瓷压坯的抗压溃强度、切削过程中刀具的磨损、切屑形貌等进行了比较，分析了其可切削性能。研究表明，粘结剂添加量过大，压坯强度下降；粘结剂过少，刀具磨损快，切削力大；两种情况都会造成危险裂纹，产生烧结开裂。当加入量适中，产生塑性切屑时，坯体表现出良好的可切削性。