刀具角度对316H不锈钢切削温度影响的仿真研究

316H不锈钢导热系数小、塑性变形大,切削时容易引起较高的切削温度。建立了316H不锈钢切削仿真模型,运用正交试验确定了切削仿真方案。通过对仿真结果极差分析和方差分析,研究了刀具角度对316H不锈钢切削温度的影响规律。结果表明,刀具角度对316H不锈钢切削温度的影响显著性为前角>主偏角>刃倾角。     

刀具几何角度对高强度钢切削力影响的仿真研究

高强度钢切削加工中的切削力较大,其中主切削力、进给抗力是选择切削机床的重要依据.由于刀具角度对切削力影响很大,为此,建立了研究高强度钢切削力的仿真模型,通过正交仿真研究方法分析了刀具角度对切削力的影响,运用极差分析与方差分析对刀具主要几何角度对主切削力、进给抗力影响的主次进行了研究.结果表明,刃口半径对主切削力影响最大,前角对进给抗力影响最大,且主切削力、进给抗力均随刃口半径增加而增大,随前角增大而减小.     

刀具角度对TC4钛合金切削力的影响

基于Deform建立了硬质合金刀具切削TC4钛合金时的仿真模型,通过切削试验对仿真模型的主切削力进行了验证,并利用该模型对刀具角度与切削力之间的关系进行了研究。研究结果表明:仿真所得到的主切削力与试验测得主切削力相差小于10%,仿真模型可靠性较高,可用于TC4钛合金切削力的研究。通过仿真研究得到,在一定范围内,随着刀具前角的增大,主切削力和进给力明显减小;刀具后角的增大对主切削力影响不明显,但对进给力的影响比较明显。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究*

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。     

陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢的切削力试验研究

对3种复合陶瓷材料刀具切削奥氏体不锈钢(1Cr17Ni7)进行研究,建立了正交切削试验方案.通过试验研究了切削用量对三向切削力的影响,利用指数回归分析建立了3种刀具的主切削力经验公式,并结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析.试验结果表明在采用较小进给量和较小切削深度进行切削时,会出现了背吃刀力大于主切削力的现象；切削速度及进给量对主切削力的影响最大；3种刀具中CT2刀具的主切削力最大.     

超精密切削SiCp/Al复合材料力学性能仿真

研究了超精密切削加工SiC_p/Al复合材料的力学性能,运用ABAQUS有限元软件建立三维有限元模型,分析刀具前角和切削速度对切削力的影响。仿真和数据分析表明:平均主切削力随切削速度的增大而增大,随刀具前角的增大而减小;由于SiC颗粒的存在,切削时应力过大容易加快刀具磨损。     

织构参数对刀具主切削力及切削温度的影响

织构刀具具有良好的摩擦学特性,针对织构参数对刀具主切削力及切削温度的影响,利用仿真软件建立硬质合金织构刀具切削Al7075-T6铝合金的二维正交切削仿真模型,分析了织构宽度、织构间距、织构刃边距、织构深度对刀具主切削力及切削温度的影响。结果表明,合理的织构参数具有良好减磨效果,能够改善刀具切削性能;不合理的织构参数会引发织构刀具的二次切削,使刀具的主切削力及切削温度增大。在所选织构参数范围内,织构宽度40μm、织构刃边距80μm、织构间距70μm、织构深度20μm时,刀具的主切削力及切削温度最低。     

涂层刀具切削淬硬H13模具钢的切削性能研究

基于有限元方法选取4种不同涂层材质的刀具进行切削淬硬H13模具钢仿真加工,研究涂层材质和切削速度对刀具切削性能的影响。从切削力和切削温度两个方面考虑,在相同切削条件下,Ti Al N涂层刀具的切削性能最优,Al_2O_3涂层刀具引起的已加工表面塑性变形最小;随着切削速度的提高,切削力和切削温度不断增加,工件材料已加工表面的塑性变形也逐渐增大。     

不同涂层刀具车削医用316L不锈钢性能研究

316L医用不锈钢具有在生物体内能保持良好的抗腐蚀性、高的生物相容性、没有或者在符合标准下低的离子析出等优点。本文分析了采用不同的切削参数(切削速度VC、每转进给量f以及切削深度ap)时涂层刀具车削316L不锈钢的切削力和工件表面粗糙度;研究了不同涂层刀具(KC5025、KCM25、KCU10、KC9125)车削316L不锈钢时的刀具寿命以及利用MATLAB拟合刀具的寿命曲线,实现快速及准确预测相应的刀具寿命;通过正交试验研究了不同切削参数以及刀具材质对切削力与工件表面粗糙度的影响程度,获得了适宜316L不锈钢车削的涂层刀具及其切削参数。     

铣削参数对316L不锈钢切削性能的影响

为了提高316L不锈钢的铣削加工效率,对316L不锈钢铣削过程中的铣削力进行分析,利用AdvantEdge软件对影响316L不锈钢铣削性能的铣削参数以单变量因素进行二维铣削仿真研究,通过试验验证铣削力变化规律。结果表明：在主轴转速2500～4000r/min范围内,随着主轴转速的增大,铣削力先增大后减小;在铣削深度0.5～2.0mm范围内,铣削深度与铣削力的变化呈正相关;在铣削宽度1.5～3.0mm范围内,切削宽度与切削力的变化呈正相关;为了提高316L不锈钢的切削性能,在实际铣削加工中应采用较高的转速、较小的铣削深度和铣削宽度。     

涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢切削力的试验研究

通过四种涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,研究了切削用量对切削力的影响,并对四种刀具的切削力进行了对比分析。试验结果表明:在采用小进给量、小背吃刀量切削时,出现了背向力大于主切削力的现象;随着切削速度的增加,YBC251、GC2025刀具的切削力先减小后增大;同型号的PVD涂层硬质合金刀具与CVD涂层硬质合金刀具相比较,前者的切削力显著小于后者。     

奥－贝球墨铸铁切削加工性的研究

分析研究了切削用量三要素对奥－贝球铁主切削力Ｆ２和刀具寿命的影响规律；从降低切削力的观点出发，优选了刀具材料。本文得出的结论及实验数据对奥－贝球铁的切削加工有指导意义，可作为有关部门切削加工的参考。     

奥－贝球墨铸铁切削加工性的研究

分析研究了切削用量三要素对奥－贝球铁主切削力Ｆ２和刀具寿命的影响规律；从降低切削力的观点出发，优选了刀具材料。本文得出的结论及实验数据对奥－贝球铁的切削加工有指导意义，可作为有关部门切削加工的参考。     

球头铣刀加工倾角对切削力的影响

对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的加工倾角进行了理论研究,建立了加工曲面时刀具倾角的数学模型,并通过试验研究了高速铣削铝合金时刀具倾角对切削力的影响规律。随着刀具轴线相对于进给方向倾斜角度β的增大,切削力变化的趋势是减小;编制多轴数控加工程序时可以通过设置合理的刀具倾角来改善切削条件。     

织构截面形状对刀具切削性能的影响仿真研究

为了研究织构截面形状对刀具切削性能的影响,采用有限元仿真法建立了不同截面形状硬质合金织构刀具干切削45钢的二维正交切削模型,分析了相同织构参数条件下截面形状分别为三角形、矩形、圆弧形、正梯形和倒梯形织构对刀具主切削力、切削温度和应力的影响。研究结果表明,所有织构刀具的主切削力、切削温度和刀具应力均小于无织构刀具;矩形截面的织构刀具主切削力最小,与无织构刀具相比减小了4.2%;正梯形截面的织构刀具切削温度最低,与无织构刀具相比减小了17.1%;正梯形截面的织构刀具应力最低,与无织构刀具相比减小了17.3%。在织构参数一定的情况下,织构截面形状对织构刀具切削性能有一定影响,主要表现在不同织构截面形状对切屑的二次切削程度的影响以及织构截面表面积大小对散热效果的影响。     

表面织构对刀具主剪切区特性的影响研究

表面织构能明显改善刀具的切削性能,进一步清晰织构刀具的切削机理。将数值仿真及理论解析相结合,研究表面织构对刀具主剪切区特性的影响,分析主剪切区剪切角、温度及切屑形变量参数的变化。结果表明:刀具表面织构影响了刀-屑界面的接触及摩擦特性,增大了刀具主剪切区的剪切角,进而减小了刀具的切削力、刀-屑界面温度及切屑剪切形变量;主剪切区的温度却因单位时间内被切材料的剪切滑移率增大而小幅增加。本研究为清晰织构刀具的切削机理奠定了理论及技术基础。     

切削参数对34CrNiMo6高强度钢切削力影响的仿真研究

通过仿真研究高强度钢的切削力,建立高强度钢切削力的仿真模型。在AdvantEdge有限元仿真软件的基础上,运用正交试验方案分析切削用量对主切削力、进给抗力的影响规律,获得了该研究范围内切削用量的最优方案,建立了经验公式。结果表明,切削力仿真模型精度较好,切削深度对高强度钢切削力影响最大,主切削力和进给抗力均随切削速度的增大而减小,且主切削力Fc约为进给抗力Ff的两倍。     

WC-Ni3Al硬质合金切削奥氏体不锈钢的切削力及磨损研究

采用正交试验法对WC-Ni3Al硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢过程中的切削力及磨损性能进行研究,并对切削深度、进给量以及切削速度对切削力的影响进行分析。利用指数回归分析建立主切削力的经验公式,结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析。试验表明:切削深度对切削力的影响最大;与WC-Co硬质合金相比,WC-Ni3Al硬质合金刀具的切削力以及后刀面磨损均优于WC-Co刀具。     

微织构刀具织构参数优化仿真研究

高温镍基合金在切削加工过程中,较大的切削力会产生较高的切削温度,造成刀具磨损严重、加工表面质量差等加工难题。在刀具前刀面加工区域,设计微观织构(微织构)可以改善切削加工中刀-屑接触面的摩擦润滑状态,从而改善刀具的切削性能。采用有限元仿真软件对正弦型微织构刀具进行切削镍基合金的仿真实验,通过正交实验研究正弦型微织构刀具的织构刃边距、织构宽度、织构间距、正弦曲线幅值和周期长度5个织构参数对刀具切削性能的影响,并优化了正弦型微织构刀具的织构参数。结果表明:正弦型微织构刀具的主切削力降低程度与织构参数密切相关,且织构参数对主切削力大小的影响程度依次为:织构刃边距织构间距织构宽度正弦曲线幅值周期长度。优化后得到的刀具切削力、切削温度和断屑能力优于优化前无微织构刀具。     

应用经济型数控车床研究不锈钢车削力和加工质量

应用经济型数控车床加工SUS304不锈钢,研究切削过程中刀具各个方向受力以及零件加工表面的粗糙度分布趋势。采用单因素试验方法设计车削力试验,并记录加工过程中的切削力以及对应参数下获得的零件表面粗糙度。研究发现,不锈钢切削时,切削力和粗糙度都随着主轴转速增加而略有增大,随着进给量和切削增加而明显增大,并且切削力和粗糙度之间存在弱负相关关系,两个指标都与材料去除率呈正比例变化。