有限元技术在脆性材料切削加工中的应用

介绍了脆性材料塑性域切削加工的有限元应用现状，研究了脆性材料切削过程有限元分析的关键技术，井对有限元法在脆性材料切削加工中的应用作了研究与分析。     

超声振动钻削皮质骨切屑形成机理及表面粗糙度研究

皮质骨钻削加工过程中存在排屑困难、表面质量差等问题.基于超声振动在机械加工领域的优良特性,针对这些问题,本文分析了常规钻削与超声振动钻削的断屑机理,通过搭建超声振动钻削实验平台,观察其切屑形态,通过正交实验研究了主轴转速、进给速度、频率与振幅对表面粗糙度的影响.试验表明:超声振动钻削皮质骨切屑形态呈针状,而常规钻削呈螺旋状;参数对皮质骨骨孔壁的表面粗糙度影响程度依次是进给速度、频率、主轴钻速、振幅,并得到在研究范围内主轴钻速为2 000 rpm、进给速度为50 mm/min、频率为15 kHz、振幅为15μm时获得最优表面粗糙度.     

切屑的三维卷曲流动

提出切屑存在着三维卷曲,即上卷、侧卷和扭卷,并提出了一种新的描述三维切屑形态的数学方法和分析复杂前刀面(断屑槽)的几何形状对切屑形态影响的方法,最后通过试验进行了验证.     

横向截割头摆动截割时切屑图的模拟研究

利用切削图可分析和评价截割头的设计质量和掘进机的截割性能特点，通过建立数学模型，实现对切削图的模拟，利用计算机辅助设计，替代设计中的人工绘制。并结合实例对这种掘进机进行了模拟与分析，给出了横轴式掘进机截割头摆动截割时切屑图的模拟方法，为研究该型掘进机的截割性能提供了一种简捷、有效的方法。     

微细刀具与微钻削关键技术

微小孔加工在小型化、集成化的制造领域得到越来越广泛的应用,人们对微小孔加工尤其是微钻削加工技术的研究逐步深入。对微钻削加工技术及微细刀具进行了综合的介绍,分别从微细钻削刀具、微钻削理论、切屑分析、刀具磨损等方面进行了论述,提出微钻削与常规尺度钻削的差异,并对微钻削技术的发展前景进行展望。     

金属切削中切屑的显微组织变化

本文采用爆炸快速落刀法获得切屑标本,对40CrMo钢退火状态下,不同切削速度的切屑,运用扫描电镜和光学显微镜分析了切屑的第一变形区和二第变形区的组织变化,指出了切削速度为46m/min下,第一变形区的组织已有部分发生回复和再结晶; 第二变形区部分组织已发生奧氏体化,随后转变为马氏体,由此可以得出第二变形区同时发生了塑性变形、加工硬化和回复,再结晶,奧氏体化的典型热加工特征。从物理冶金方面来说,是“微区热加工”过程。     

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.     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

硬态车削轴承钢GCr15切屑形成机理分析

使用有限元仿真软件ABAQUS对硬态车削淬硬轴承钢GCr15（62HRC）的切削过程进行仿真,从切屑形态出发,结合切削力和切削温度等场量对切屑的形成过程进行分析.结果表明：在低速（60 m/min）切削时,没有形成明显的绝热剪切带而形成了连续切屑;在高速（181 m/min）切削时,形成了锯齿状切屑和绝热剪切带,且因绝热剪切区的热软化效应而使材料的承载能力下降,切削力发生波动;在高速切削时,工件与切屑自由表面处出现了微裂纹,并在一定程度上沿绝热剪切带而向刀尖方向扩展,使得锯齿更加明显,导致切削力“二次下降”并推迟了下一锯齿节块的形成;硬态车削淬硬轴承钢GCr15的绝热剪切是形成锯齿状切屑的前提,而周期性微裂纹的出现和扩展则是源于绝热剪切作用下材料发生的韧性断裂.