圆弧刃刀具切削力的试验研究

对新设计的一种在圆弧刃上带有前角的圆形刀片进行了切削试验研究，分析了圆弧刃刀片的切削力情况，并根据直角自由切削的试验结果，对切削力从理论计算与试验结果作了对比分析。推导出了圆弧刃刀具切削力的实用计算方法。该方法计算简单，可方便地用于现场。     

求圆弧切削刃上任意一点的前角

切削前角是刀具上的重要的几何参数之一，运用椭圆投影的方法，推导出了圆弧切削刃上任意一点前角的数字表达式。     

基于等效切削刃的切削力预报模型

提出了一种新的切削力预报模型。考虑了切削过程变量如切削深度与进给量,以及刀具几何参数如副切削刃及刀尖圆弧半径的影响,获得稳态切削条件下斜角切削时的切削力预报公式。对铝合金和中碳钢作了车削实验,证明预报的切削力符合实验测量结果。     

刀具的切削刃结构和立铣刀的数学模型研究

利用微分几何的基本原理,研究复杂形状刀具的建模方法,建立了立铣刀类刀具的数学模型,并分析了刀刃螺旋角的物理意义,作用和通用数学模型;研究了球面上、锥面上、圆弧面上等螺旋角切削刃蚴旋线的数学模型。为复杂形状刀具的设计、数控加工及检验提供了理论方法和依据。     

基于等效切削刃的切削力预报模型

提出了一种新的切削力预报模型.考虑了切削过程变量如切削深度与进给量,以及刀具几何参数如副切削刃及刀尖圆弧半径的影响,获得了稳态切削条件下斜角切削时的切削力预报公式.对铝合金和中碳钢作了车削实验,证明预报的切削力符合实验测量结果.     

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.     

刀具的切削刃结构和立铣刀的数学模型研究

利用微分几何的基本原理 ,研究复杂形状刀具的建模方法 ,建立了立铣刀类刀具的数学模型 ,并分析了刀刃螺旋角的物理意义、作用和通用数学模型 ;研究了球面上、锥面上、圆弧面上等螺旋角切削刃螺旋线的数学模型。为复杂形状刀具的设计、数控加工及检验提供了理论方法和依据。     

圆弧刃切削的切屑流向研究

应用最小能量法建立了圆弧刃切削的切削模型，预测分析了其流屑方向，进行了试验验证．实验结果表明，理论预测值与实测值吻合得较好，为进一步设计断屑糟型奠定了基础．     

带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢的切削性能

采用带断屑槽的硬质合金刀具干车削40Cr钢,研究了此种刀具车削40Cr钢,刀具前后刀面的磨损机理,分析了切削参数(切削速度和进给量)对刀具寿命和切削温度的影响.结果表明:此种硬质合金刀具干车削40Cr钢的磨损机理为剥离磨损、粘结磨损、氧化磨损和微崩刃;随着切削速度的增加,刀具磨损率降低;低速时切削速度的增加,提高了切削温度,当切削速度大于120m/min时切削温度随之降低;进给量的增加,能够提高刀具断屑槽的利用率,减小切屑对刀具主切削刃的正压力,降低切削温度,改善进给量的增加对刀具寿命的影响.     

YT14加工20CrMnTi钢切削试验

利用ＹＴ１４刀具对齿轮钢２０ＣｒＭｎＴｉ进行切削试验，介绍了金属切削数据库的数据采集试验方法，获得了断屑多边形和刀具寿命模型，并对试验出现的问题进行了探讨。     

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．     

切削加工中的刀—屑接触区应力分布计算模型建立

切削加工中,刀—屑接触区的应力分布直接影响着切削加工性能、切削温度分布及刀具磨损等,本文通过对直角切削时的切削力的分析和刀—屑接触长度的计算,建立了刀屑接触区的正应力与剪应力的分布计算模型,通过该模型可直接得到刀具前刀面的应力分布情况.     

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。     

圆形刀片切屑流向的试验研究

对圆形刀片切削加工中的切屑流向进行了试验研究，并应用模糊集理论对试验结果进行了分析，得出了进给量、背吃刀量、切削速度、刀片直径与切屑流向之间的关系，及在不同切削条件下切屑流向的变化规律，从而对圆形刀片在实际生产加工中，如何控制切屑的流向提供了数据资料．     

圆形刀片切屑流向的试验研究

对圆形刀片切削加工中的切屑流向进行了试验研究，并应用模糊集理论对试验结果进行了分析，得出了进给量、背吃刀量、切削速度、刀片直径与切屑流向之间的关系，及在不同切削条件下切屑流向的变化规律，从而对圆形刀片在实际生产加工中，如何控制切屑的流向提供了数据资料．     

Kalman滤波在刀具磨损预测模型中的应用

基于LS-SVM建立刀具磨损预测模型,描述铣削过程中输入向量（进给率、切削速度、主轴转速、切削深度、切削时间及磨损位置）和输出向量（刀具磨损）之间的映射关系,并引入Kalman滤波技术,建立LS-KF模型,考虑加工条件及环境变化引起的刀具磨损量的变化,结合刀具的实际磨损量更新LS-SVM的预测结果,并用该更新结果调整训练模型,以使更新后的刀具磨损量能够反映出由于加工条件及环境的变化引起的刀具磨损的变化,提高LS-SVM模型的预测精度,最后用实验验证所建立模型的预测精度。结果表明,LS-SVM模型和LS-KF模型的预测精度均较高,且LS-KF模型的预测精度更高。     

用新型刀具材料加工M38高温合金切削过程研究

本文对用新型刀具材料切削M38高温合金的切削过程进行了较系统的试验研究,选择了适于加工该合金的刀具材料;确定了较合理的刀具几何参数和切削参数;利用回归正交设计试验方法,建立了各切削特征参数的数学模型;借助于扫描电镜,分析了各种刀具的磨损机理;利用快速停刀装置及显微分析技术,对该合金的切屑形成过程进行了试验分析。本文的研究结果对实际生产具有一定的指导意义。     

斜角切削切削刀具流屑平面内应力分布的实验研究(Ⅱ)

实验在经改装后的铣床上进行,以聚碳酸酯作为刀具模型材料切削铅板。由作者专门设计的切削装置与小型光弹性仪联为一体,可方便地安装在铣床上跟踪、观察和拍摄切削的全过程,对切削中受力的模型进行冻结、切片。在光弹性仪中描绘等倾线、等差线,最后应用应力分离法获得斜角切削中流屑平面内刀具前刀面上的应力分布。