超声切削碳纤维的动压作用机理分析与试验研究

以金属切削原理和超声振动加工的冲击特性为基础,根据流体动压理论和摩擦学原理,建立刀具与工件间的简单几何模型。推导简单动压几何模型下前后刀面的动压方程,分析动压油膜对刀具和工件加工表面的影响。研究超声振动加工下周期性断续微观切削碳纤维复合材料的动压作用机理,阐述了刀具磨损后继续再加工危害的原因。在超声振动加工碳纤维过程中形成的动压油膜,能改善三个变形区的状态,可以减少刀具磨损,提高加工效率和表面质量。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

金属切削过程中位错理论探索

金属切削过程中位错理论探索沈阳工业学院专科学校张景耀纪玉杰许多抚顺石油学院牛玉舒金属切削过程就是金属切削刀具从工作表面切除多余金属，从切屑形成到已加工表面形成为止的完整过程。从切悄形成机理上分析，就是刀具前刀面作用在切削层金属上的压力，对切屑产生一个...     

YQ-9齿轮精切油

在金属切削过程中,刀具前刀面与切屑之间,刀具后刀面与工件的界面之间存在着很大的摩擦,使切削力、切削热、切削温度和工件变形增加,直接导致刀具磨损,同时也影响已加工表面粗糙度和零件精度等表面质量。采用切削液就是为了改善干切削时的切削条件。合理选用切削液,或者研制切削性能良好的切削液应用于金属切削中,可以改善切削过程中各界面的摩擦情况,减少刀具与切屑的粘结,抑制积屑瘤和鳞刺的生长;降低切削温度,减少工件的热变形;减小切削力,保证加工精度,提高刀具寿命和生产效     

金属切削加工用油试验

润滑冷却液在金属切削加工中,具有重要的作用。金属切削加工时,由于刀具的切割和挤压作用,使金属切削层产生变形。此外,前刀面与切屑、后刀面与工件之间还产生强烈的摩擦。由于变形和摩擦,产生很大的切削力和很高的切削温度,从而影响着刀具的磨损、功率的消耗以及工件表面质量。科学地选用润滑冷却液可以有效地减少摩擦、提高切削速度、延长刀具寿命、减少动力消耗和提高工件表面质量。动、植物油是一种很好的润滑冷却液。在我国许多地区还在应用。从“备战、备荒、为人民”的战略方针考虑,最好少用或不用动、植物油,应大力发展其代用品。     

钛合金铣削过程刀具前刀面磨损解析建模

钛合金Ti6Al4V作为典型的航空航天难加工材料,在其铣削过程中硬质合金刀具的磨损会降低加工过程稳定性,进而影响加工效率和已加工表面表面质量。刀具前刀面磨损会导致刀具刃口强度降低,并影响切屑的流向和折断情况。针对前刀面磨损机理进行分析并构建了月牙洼磨损深度预测模型。首先运用解析方法构建了前刀面应力场模型,得到切屑在前刀面滑动过程中的刀具前刀面应力分布情况及磨损位置。基于刀-屑接触关系的基础上建立了前刀面温度场模型。然后,基于所得刀具前刀面应力与温度分布,构建综合考虑磨粒磨损、粘结磨损与扩散磨损的铣刀月牙洼磨损深度预测模型,获得月牙洼磨损预测曲线;结合铣刀月牙洼磨损带沿切削刃方向分布的特点,建立了随时间变化的铣刀前刀面磨损体积预测模型。最后通过试验验证了切削宽度对前刀面磨损的影响规律,预测结果与试验测量值具有较好的吻合性。结果表明随着切削宽度的增加,月牙洼磨损深度及前刀面磨损体积都随之增加。研究结果为钛合金铣削用刀具的设计和切削参数的合理选择提供了理论基础。     

负前角刀具切削加工机理的有限元仿真分析

利用有限元仿真方法对-80°-0°刀具负前角时切削过程进行二维正交切削仿真试验,研究了负前角刀具切削加工过程和切屑产生的必要条件以及不同刀具负前角下切削力分量的主导作用和相互影响规律。结果表明:负前角切削过程中首先产生刀尖点处的集中变形点a;随着切削进行,产生自由端面上的集中变形点b;集中变形点a、b相向扩展,形成集中剪切滑移带,进而产生切屑;负前角切削加工中,存在临界负前角使切削加工不产生切屑;随着负前角绝对值增大,加工所需的切削力也随之急剧增大,越来越难产生切屑。     

解析刀具磨损与刀具寿命

解析刀具磨损与刀具寿命,涂层技术有效改善刀片切削区性能 金属切削过程中产生的功率消耗以切削热和摩擦的形式表现出来。这些因素使刀具处于恶劣的加工条件下,刀具表面负载高、切削温度高。产生高温的原因是切屑沿刀具前刀面高速滑移,对切削刃产生高压及强烈的摩擦。     

聚晶金刚石刀具后角对加工表面质量的影响

用普通刀具加工工件 ,一般是粗加工刀具选取较小的后角 ,以保证切削部分的强度 ,改善切削热的导出 ;精加工刀具取较大的后角 ,以减少后刀面的磨损 ,提高表面加工质量。然而 ,PCD刀具所表现出的现象与上述不尽相同。在试验和实践中我们发现 ,如图 1所示的刀具加工出的工件表面较粗糙 ,而由前刀面流出的切屑的表面则可达镜面。因为在切削中 ,刀具的刃口 (图 2 ) ,由于圆弧 r的作用 ,切削层不是沿 C点而是沿 A点与基本金属分开成为切屑的。A点以上的切削层形成切屑由前刀面流出 ,A点以下由圆弧刃口 AC段所切的金属层被挤压后 ,再经过 CD段…     

基于实验Inconel718正交切削有限元仿真分析

为研究犁削效应和前刀面粘压对Inconel718切削过程的影响.基于正交切削实验建立Inconel718有限元切削模型,模型结果同实验值对比以验证模型可靠性.通过改变刀具圆角半径和负前角参数,提取并比较不同的切削力时域曲线和刀具温度,分析犁削效应和前刀面粘压.研究表明犁削效应提高进给力数值,刀具圆角半径由0变为5μm,Inconel718切削进给力均值提高7％：前刀面粘压提高刀具和切屑温度,有利于切屑分离.但刀具负前角为-20＆#176;,切削加工不稳定.     

STUDY ON THE INFLUENCES OF BUBBLY OIL ON THE CAVITATION EROSION IN JOURNAL BEARINGS OF ENGINES

0 INTRODUCTIONWhen water, minera1 oil or any other kind offluid flow over a element surface, such as propeller,pump, valve, pipe, bearing, gears, injector, etc, becauseof a change of flow rate or a change of localgeometrical figuration, the local pressure will decreaserapid1y. If the local pressure becomes lower than thesaturation pre8sure of this kind of fluid, the dissolvedgases will come out of solution as bubbles. Besides, ifthe local pressure is below the vaPOr pressure of thisfluid,…     

A Method for the Measurement of Hydrodynamic Oil Films Using Ultrasonic Reflection

The measurement of the thickness of an oil film in a lubricated component is essential information for performance monitoring and control. In this work, a new method for oil film thickness measurement, based on the reflection of ultrasound, is evaluated for use in fluid film journal bearing applications. An ultrasonic wave will be partially reflected when it strikes a thin layer between two solid media. The proportion of the wave reflected depends on the thickness of the layer and its acoustic properties. A simple quasi-static spring model shows how the reflection depends on the stiffness of the layer alone. This method has been first evaluated using flat plates separated by a film of oil, and then used in the measurement of oil films in a hydrodynamic journal bearing. A transducer is mounted on the outside of the journal and a pulse propagated through the shell. The pulse is reflected back at the oil film and received by the same transducer. The amplitude of the reflected wave is processed in the frequency domain. The spring model is then used to determine the oil film stiffness that can be readily converted to film thickness. Whilst the reflected amplitude of the wave is dependent on the frequency component, the measured film thickness is not; this indicates that the quasi-static assumption holds. Measurements of the lubricant film generated in a simple journal bearing have been taken over a range of loads and speeds. The results are compared with predictions from classical hydrodynamic lubrication theory. The technique has also been used to measure oil film thickness during transient loading events. The response time is rapid and film thickness variation due to step changes in load and oil feed pressure can be clearly observed.     

蜗杆传动的弹性流体动力润滑

从弹性流体动力润滑理论和蜗杆传动的特点出发，分析了有关文献对蜗杆传动弹性流体动力润滑条件分析中的不足，指出了滚动速度是建立润滑油膜和油压的重要条件，论证了滑动速度对润滑油膜和油压的形成也有较大影响。采用Dowson公式计算油膜厚度时，为了考虑滑动速度的影响可引入滑动速度系数Ks予以修正。     

超声波振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响

通过脆性材料沟槽切削试验,研究了超声波直线振动金刚石刀具和超声波椭圆振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响,与没加超声波振动的金刚石刀具相比,超声波振动金刚石刀具能增大对脆性材料塑性切削的临界切削深度。提出了超声波振动金刚石刀具切削脆性材料临界切削深度计算公式,分析了导致超声波振动金刚石刀具增大脆性材料塑性切削的临界切削深度的原因。     

超声振动和切削液联合作用下的刀刃非物理锐化

超声辅助切削和切削液的联合使用能减小切削力和降低表面粗糙度,试图说明其机理,目的是为开发精密和超精加工技术打下基础。超声辅助切削和切削液的联合使用,从性质上改变了刀刃施加给工件表面的作用力,包括摩擦力和压力：在无切削液情况下,刀刃切入时,前刀面和后刀面施加给被切削面的摩擦力方向是指向刀刃;在有切削液情况下,刀刃切入时,前刀面和后刀面施加给被切削面的摩擦力方向是背向刀刃。背向刀刃的摩擦力,相对于指向刀刃的摩擦力而言,会导致剪切角增大,等效于更锋利的刀刃所产生的剪切角;切削液的存在使得刀刃施加给工件的力更加集中,等效于圆角半径更小的刀刃所能达到的效果;切削液在刀尖部位的压力分布不利于工件表面产生微裂纹。也就是说,超声辅助切削和切削液的联合使用起到了更锋利即更小圆角半径刀刃所起的效果,称之为非物理锐化。     

聚晶金刚石刀具振动切削不锈钢技术研究

使用聚晶金刚石刀具进行了超声波振动切削不锈钢的实验研究,研究了切削方式对切削力及已加工表面粗糙度的影响规律。通过对刀具磨损区微观形貌的观测,分析了PCD刀具切削不锈钢时的磨损机理。结果表明,化学磨损在金刚石刀具切削黑色金属时占主导地位。超声振动切削可明显减小切削变形、切削力及刀具磨损。     

钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削切屑特征和刀具磨损研究

难加工材料钛合金在采用传统铣削方式时,随着切削速度的增加,切削力和切削温度都迅速增加,使得切削条件恶化并加速刀具磨损,从而导致刀具过早失效。将超声椭圆振动加工技术引入到高速铣削中,进行了钛合金高速旋转超声椭圆振动侧铣削试验。从切屑特征以及刀具后刀面磨损两个方面研究了高速超声椭圆振动铣削参数匹配对钛合金加工的影响。首先基于高速超声椭圆振动铣削过程中刀具-工件的运动学特点推导出高速超声椭圆振动铣削加工参数与振动参数间的匹配关系,然后利用本实验室自行研制的超声椭圆振动铣削装置进行了不同参数匹配关系下的验证性切削试验。试验结果表明：合理的参数匹配使得超声椭圆振动铣削在高速条件下依然能够实现分离型断续切削加工。相比普通铣削加工,分离型的高速超声椭圆振动铣削能够获得更加微细的切屑,切削热能够被及时地带走;良好的切削条件使得刀具的后刀面磨损均匀而缓慢,从而延长刀具的使用寿命;高速超声椭圆振动铣削能够有效地提高生产效率。     

法向振动下的非牛顿热弹流润滑分析

假设润滑剂为Ree-Eyring非牛顿流体,考察了法向振动对线接触热弹流润滑性能的影响;法向振动由两固体间刚体位移随时间的简谐变化来表征,求得了稳态工况及一个振动周期内各时刻的瞬态解;并讨论了振动的频率和振幅对压力、膜厚、温度、摩擦因数等参数的影响.结果表明：时变效应导致了接触区内的动态凹陷现象;频率的变化主要影响膜厚的大小和凹陷的形状,而振幅的变化会很大程度上改变承载系数的变化幅度.     

流体动压径向橡胶密封圈的密封特性研究

基于矩形断面密封圈这一简化模型，首次推导了具体的润滑方程和弹性变形方程，运用迭代算法计算了油膜厚度和油膜压力分布，并讨论了几个密封系统参数对油膜厚度的影响，对于得到预期的弹流润滑效果具有指导意义。     

Design of ultrasonic elliptical vibration cutting system for tungsten heavy alloy

Nanoscale surface roughness of tungsten heavy alloy components is required in the nuclear industry and precision instruments. In this study, a high-performance ultrasonic elliptical vibration cutting (UEVC) system is developed to solve the precision machining problem of tungsten heavy alloy. A new design method of stepped bending vibration horn based on Timoshenko’s theory is first proposed, and its design process is greatly simplified. The arrangement and working principle of piezoelectric transducers on the ultrasonic vibrator using the fifth resonant mode of bending are analyzed to realize the dual-bending vibration modes. A cutting tool is installed at the end of the ultrasonic vibration unit to output the ultrasonic elliptical vibration locus, which is verified by finite element method. The vibration unit can display different three-degree-of-freedom (3-DOF) UEVC characteristics by adjusting the corresponding position of the unit and workpiece. A dual-channel ultrasonic power supply is developed to excite the ultrasonic vibration unit, which makes the UEVC system present the resonant frequency of 41 kHz and the maximum amplitude of 14.2 μm. Different microtopography and surface roughness are obtained by the cutting experiments of tungsten heavy alloy hemispherical workpiece with the UEVC system, which validates the proposed design’s technical capability and provides optimization basis for further improving the machining quality of the curved surface components of tungsten heavy alloy.