车铣加工的运动学模型与切屑形成机理

分析切屑形成机理及刀具、切削刃与工件在X-Y,X-Z平面内可能的接触范围.建立了车铣过程的一种运动学模型.得出了圆周切削刃车铣时切削厚度的计算公式.     

基于正交切削模拟的直齿圆柱铣刀前角优化

为了优化设计直齿圆柱铣刀前角以延长刀具使用寿命，建立了金属切削加工的平面应变有限元模型.该有限元模型基于切削加工的热 弹 塑性有限元方程和力学边界条件的简化，综合了切屑的几何和物理分离标准，利用修正的库仑摩擦定律定义了刀 屑间的摩擦.模拟了不同刀具前角和不同切削速度条件下的切削加工过程.结果分析表明，在相同材料去除率情况下，刀具前角越大，刀具前刀面上的切削温度越低，刀具具有较长的使用寿命.通过优化刀具前角，提高切削速度，切削力和切削温度变化较小，但是显著提高了材料去除率.     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟

针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050 T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化.     

微切削加工Al7050-T7451过程切屑形貌及尺度效应研究

采用硬质合金刀具,通过一系列的单因素直角切削试验对铝合金7050-T7451微切削加工中的切屑形貌、切削力以及尺度效应等进行了研究。为了便于使用Kistler9257B型测力仪进行加工过程切削力的测量,对工件进行处理,使用数控铣削中心实现直角车削。试验方案在不同切削速度下变换切削深度,考虑刀具刃口半径的存在对微切削加工过程的影响。试验中收集不同切削参数下的切屑,得到切屑的宏观形貌;对切屑进行抛光腐蚀,在高倍光学显微镜下获取切屑的微观形貌,研究了切削参数对切屑厚度和卷曲程度等的影响规律。试验过程中实时测得不同切削条件下的切削力,讨论了微切削加工过程切向力和径向抗力受刀具刃口半径影响下的变化规律,并从单位切削力的角度出发研究了刀具刃口半径对微切削加工过程中尺度效应的影响规律。     

金属切削中几个问题的研究

分析研究了金切削中切削过程与切削加工，切屑形成与刀具在切屑形成过程中的作用。     

立铣加工过程的三维有限元模拟

切削加工过程的模拟本质上是采用有限元方法求解非线性问题的过程,为了建立合理的金属切削有限元模拟模型,以实验中易于获得的45钢为研究对象,分析了材料本构关系、切屑与刀具间的摩擦、网格划分以及切屑分离准则等关键技术问题及其具体解决方法.利用软件ABAQUS建立了比以往直角和斜角切削更接近实际切削的热力耦合的45钢三维立铣有限元模型,动态模拟了其用高速钢刀具在常规速度下的铣削加工过程,得到了切屑形状及切削力各分量曲线并对其结果进行了分析,切削力模拟结果与实验结果有较好的一致性.研究说明,与实际加工过程相符的真正意义上的三维有限元模拟是可实现的,由此可对实际铣削加工中的切削力进行快捷的预测,并可进一步对合理切削工艺参数或刀具几何参数的确定提供依据.该研究也可拓展应用到其他材料切削过程的三维有限元模拟中.     

一种基于FTS车削的微切削力模型

机械加工中的切削力模型建立对于研究工件表面形貌成型,探究切削理论有着深远的意义。在微切削加工领域,伺服车削通常用来加工自由曲面,但是考虑到尺寸效应,传统宏观领域的切削力模型无法真实地描述切削过程。针对微切削加工领域,提出了一种切削力模型,模型充分考虑了最小未成型切屑厚度,刀具切削刃钝圆以及工件对后刀面回弹引起的摩擦力。由于切削深度不同,所对应的切削原理也不同,将切削过程分为多个区域建模。当刀具切入工件后,随着切屑厚度的减小,切屑在前刀面分别经历宏观剪切、大负前角切削以及耕梨过程,而同时工件未切下的部分在后刀面的进一步作用下形成已加工表面,对应上述过程,将分为4个区域建模。最后,基于自主设计的能够精确测量两个方向切削力的快刀伺服装置(DFT-FTS)设计实验。     

切屑折断分析及其直接断屑技术的研究

金属切削过程中,材料的去除是以切屑的形式完成的.切屑的形状受切削条件,如:切削速度、切削深度、进给量、工件材料以及刀具结构等因素的影响,而切屑形状又是影响工件加工效率的重要因素之一.首先将金属切削过程中产生的切屑分为理想型切屑和非理想型切屑;通过河流冲刷理论,假设切屑流摩擦刀片前刀面形成月牙洼的设想,提出理想断屑槽设计方法;通过切削实验,绘制断屑槽断屑特性曲线,从而揭示切削条件对切屑折断的作用规律,并进一步分析断屑槽的各种断屑机理.研究数据可为硬质合金可转位刀片的设计提供借鉴.     

基于单尖刀具和等效切削刃法的流屑角预报

将单尖刀具流屑角模型及其预报拓展到圆弧刃刀具中，提出了圆弧刀具的流屑角模型。此模型将任意刀具形状剖分为单尖刀具和纯圆弧切削刃两种情况，预报结果与Colwell法比较，表明这种方法具有较高的准确度，对于切削过程中切削力的预报和切屑的控制有一定的适用性。     

切屑自然卷曲机理的探索

通过建立切削过程的传热学模型，推导出切屑内部的温度分布，指出切屑内的温度场是一非均匀场，该温度场对切削自然自然卷曲机理有重要影响。     

复杂槽型切屑约束与卷曲半径的预报

针对复杂槽型的结构特点，通过对复杂槽型几何元素切屑约束作用的研究，推导出了切屑约束作用点方程及切屑卷曲方向角预报公式，建立了复杂槽型切屑上向卷曲半径和横向卷曲半径的预报模型，该模型为今后进行切屑折断预报和复杂槽型的设计与优选提供了理论指导．     

振动切削在螺纹加工中的应用

叙述了自制振动攻螺纹样机的结构、参数和工艺试验条件以及对比试验条件，分别列举了试验组与对比组的螺纹中径参数的统计分析结果以及两组切削图片，并对两种切屑形态进行了对比分析，得出了振动攻螺纹在尺寸精度，切屑形态和功率消耗各方面所具有的优势结论。     

三维槽型断屑上向卷曲切屑折断预报

切屑折断预报是实现切屑控制的有效手段.运用等效参数的概念,将复杂的三维切削过程简化为二维切削过程;分析了三维槽型的几何单元对切屑的约束作用,推导出直线圆弧槽型、双直线圆弧槽型、凸曲面槽型和斜槽槽型的切屑上向卷曲半径;依据切屑折断条件建立了上向卷曲切屑折断预报模型.选取3种三维槽型刀片进行钢外圆车削的断屑试验.结果显示切屑折断范围与模型预报切屑折断范围基本一致,证明了切屑折断预报模型的合理性.     

横向卷曲C型屑纵弯曲数学模型及折断判据

在实验研究和高速摄影的基础上,对横向弯曲Ｃ型屑折断过程进行了理论研究,建 立了横向弯曲Ｃ型屑纵弯曲数学模型和折断判据,为横向弯曲Ｃ型屑的形成与折断过程的机理 研究及计算机仿真、虚拟现实提供了理论依据．     

总线结构分布式测控系统通信功能的实现

对总线结构的分布式测控系统中主从式和竞争式这两种基本通信方式作了介绍,并对单片机易直接实现的竞争方式所设计的一种新的解决方案进行了详细的讨论．描述了ＰＣ机作为上位机时与单片机通信接口的模拟问题．     

单片机在武器火控系统模拟器中的应用研究

针对武器火控系统模拟器的数学模型,提出了一种将单片机用于武器火控系统模拟器设计的新方案。单片机控制器负责按键识别、限位信号以及位置速度信号的数据处理;单片机监控器可对模拟器的各类故障保护信号进行检测判别并将相应信息上报工控机;单片机软件采用了模块化设计思想。仿真实验表明,该武器火控系统模拟器具有很高的控制精度,系统功能完善、可维护性好。     

基于ZigBee与电力线载波的双重网络模型的设计

分析了基于Z igBee的无线网络与电力线载波的电力线网络的特点,提出一个有线与无线相结合的双重网络模型.采用MC13193 Z igBee芯片与SC1128电力线载波芯片组网.提高了网络的信道的利用率、延长了网络的通信距离、增强了网络通信的可靠性.最后对该网络模型的性能做了分析.