基于DEFORM的导电切削GCr15主切削力研究

为了降低切削高强度高硬度难加工材料时的切削力,减少加工区域内的温升和刀具磨损,通过YT726刀具导电加热切削GCr15钢仿真实验,采用DEFORM-3D有限元计算和回归分析的方法,研究背吃刀量、切削速度、进给量和加热电流之间的相互关系,提出YT726切削GCr15钢的主切削力的计算公式。试验结果表明:主切削力与切削速度、进给量、背吃刀量呈正相关性,与切削温度呈负相关性,当加热电流大于一定量值后主切削力与加热电流也成负相关,即随着加热电流的增加主切削力降低。     

基于ABAQUS的导电切削GCr15切削温度研究

为了研究GCr15钢在导电加热条件下的切削温度,利用ABAQUS软件对GCr15钢的导电加热切削过程进行有限元仿真,建立有限元模型,研究了加热电阻通以加热电流产生的焦耳热、工件在外力作用下的弹塑性变形产热以及刀—屑摩擦产热引起工件材料的温升变化;利用有限元仿真模型分别对刀具前角、切削速度及切削深度进行单因素试验,研究三者对切削温度的影响。结果表明:当刀具前角增加时,刀具前角与切削温度呈负相关;当切削速度和切削深度分别增加时,两者均与切削温度呈正相关。     

PCBN刀具断续切削高强度钢的实验研究

通过整体PCBN刀具硬态切削淬硬钢58SiMn实验,研究了切削速度和进给量对切削力及表面粗糙度的影响.实验结果表明:切削力和表面粗糙度值都随进给量增加而增大;在较低切削速度时切削力随切削速度提高而减小,当切削速度达到一定程度时出现拐点,继续提高切削速度切削力逐渐增大.在实验条件下,切削速度低于569 m/min时刀片以磨损为主;当速度为768 m/min时,以崩刃为主.     

淬硬钢的等离子弧加热切削研究

本文使用易于在生产现场实现的空气等离子加热装置对４５＃和９ＳｉＣｒ两种淬火钢进行等离子加热切削试验，对加热切削中切削力、刀具磨损、加工表面质量等进行研究，提出了在一定加热条件下的加热切削参数，以利于加热切削技术的推广应用。     

不同冷却润滑条件对硬态AISIH13钢的切削性能研究

采用YW2硬质合金刀具以不同润滑冷却方式对淬硬态AISIH13钢进行切削试验,三向测力仪、表面粗糙度仪等对切削力、刀具及零件进行检测。结果表明,干切削、水基及油基切削液时的主切削力和表面粗糙度值依次减小;干切削时,前刀面上产生不规则的凹坑状,以粘结磨损为主,而后刀面上呈倾斜面状,以疲劳剥落为主;水基切削液时,存在崩刃现象,油基切削液时的刀具磨损最小。     

涂层硬质合金刀具车削50钢的切削力与刀具磨损机理研究

涂层工艺可以提高硬质合金刀具的切削性能。以发动机主轴、锻造齿轮和轧辊等机械零件上广泛应用的50正火钢作为研究对象,采用多层涂层硬质合金刀具进行车削加工试验,研究切削参数对切削力的影响规律以及高速干车削条件下刀具的磨损机理。研究结果表明：切削速度v<250m/min时,三向切削力随着切削速度的增大而减小,随着切削深度的增大而增大,随着进给量的增大先减小后增大。涂层硬质合金刀具的主要磨损形态有硬质点磨损和黏结磨损,其中硬质点磨损贯穿刀具磨损全过程;刀具在不同磨损阶段有不同程度的扩散磨损和氧化磨损。涂层硬质合金刀具破损时出现崩刃、涂层剥落、裂纹破损和积屑瘤等现象。     

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。     

硅铝合金减摩微结构表面切削加工研究

为验证微切削加工的表面微结构具有良好的减摩效果,可以用来减小发动机关键摩擦副的摩擦磨损,运用AdvantEdge有限元仿真软件研究切削用量对于硅铝合金金刚石车削过程的影响分析,基本规律是:切削速度对切削温度的影响最大,进给量次之,影响最小的是切削深度;切削深度和进给量增大使切削力增大,但二者影响程度不同,进给量不变,切削深度增大一倍,使切削力增大一倍,切削深度不变,进给量增加一倍,切削力增幅减小;切削力随着切削速度的增加先增大后减小最后趋于稳定。使用单晶金刚石车刀对硅铝合金试样进行微槽结构的切削加工,结果表明:在微切削尺度范围内,切削深度对表面粗糙度R_a影响不明显;表面粗糙度值随着进给量的增加先减小后增大;主轴转速通过产生切削热和对刀具磨损产生影响来影响表面粗糙度。将微切削加工的表面微结构与光滑表面进行往复摩擦对比实验,结果表明在负载为1 N的情况下,微槽结构表面的摩擦系数比光滑表面的摩擦系数减小了8%。     

Ti-Si-C涂层刀具切削淬火钢性能研究

采用磁控溅射法在硬质合金YT15和YS25两种刀具基体上制备了Ti-Si-C涂层刀具,通过测量干式切削45#淬火钢下,切削力、切削温度、刀具磨损以及切屑形态变化情况,来综合评价Ti-SiC涂层刀具的切削性能。结果表明:相对于未涂层刀具,施加Ti-Si-C涂层的刀具切削力得到部分减小,切削温度得到显著降低。Ti-Si-C涂层对减小刀具的磨损起到一定的作用。     

用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢

通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑形态、刀具磨损特性等切削性能 ,并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象、残余应力分布等方面研究了PCBN刀具精密切削淬硬轴承钢的加工表面质量     

涂层刀具高速铣削高硬度淬硬钢切削力研究

采用四种不同涂层硬质合金铣刀高速铣削四种不同硬度的淬硬钢材料,研究了刀具涂层成分、工件材料硬度以及切削工艺参数(切削速度、每齿进给量、轴向铣削深度和径向铣削深度)对切削力的影响。研究表明：随着切削速度的增大,淬硬钢P20和S136的切削合力影响较小,而对于淬硬钢SKD11和PM60,改变切削速度对切削合力影响显著。随着切削速度的增大,四种不同涂层刀具切削淬硬钢S136产生的切削合力先快速增大后缓慢减小,刀具切削力大小顺序一直保持为TiSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,其中TiAlN涂层相对于其余三种刀具涂层在降低切削力、减少工件与刀具之间的相互摩擦具有优势。切削参数的变化对切削力的影响与淬硬钢工件硬度的变化存在相互影响,淬硬钢硬度低于HRC55时,切削工艺参数的变化对于切削力的变化影响不明显;而当淬硬钢硬度高于HRC60时,随着切削工艺参数的增大,切削力发生显著变化。     

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。     

润滑方式对高速铣削淬硬钢的影响

使用TiSiN和TiAlN涂层刀具在3种不同冷却润滑方式下,在高速加工中心上采用固定的切削工艺参数,对淬硬钢SKD11(HRC 62)进行切削试验,研究加工工件的表面粗糙度、切削力、刀具磨损及切屑形态的不同.结果 表明:TiSiN涂层铣刀相对于TiAlN涂层能更好地降低已加工面的表面粗糙度,减小切削力,降低刀具的磨损;在微量润滑(MQL)方式下,已加工面的表面粗糙度值低于干切削和冷风切削条件;在减小切削力、降低刀具磨损、改善切屑形态方面,冷风切削的效果优于干切削,MQL润滑方式增大了刀具切削力.     

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。     

钎焊金刚石磨具加工石材时切削参数的试验研究

针对石材切削加工过程中切削参数的变化和选择,通过试验研究了磨削速度、进给速度和磨削深度对切削力的影响规律;研究了切削参数变化及磨削时间与刀具磨损之间的关系;显微观察了金刚石砂轮的磨损状况。试验结果表明,磨削力随着磨削深度和进给速度的增加而增大、随着磨削速度的增大而减小;在开始磨削至32延长米时,金刚石砂轮的磨损较大,在后续加工中砂轮磨损量随着磨削参数的增大而平缓增加,当加工到480延长米时,砂轮磨损量又明显增加。     

导电加热切削有限元仿真及试验研究

正交回归试验建立的导电加热切削加热电阻经验公式表明,加热电流对加热电阻的影响最大。利用加热电阻经验公式进行了有限元分析,归纳出加热电阻焦耳热产生温升的经验公式。结合三维切削模型和Umbrello本构方程,对导电加热切削的切削力和温度场进行了三维有限元仿真及试验验证。加热电流I≥160A时可以得到较小的切削力;切削变形区的切屑处温度最高;最佳切削温度对应的最佳加热电流为168～190A。     

7075铝合金切削有限元分析

基于金属切削机理,通过有限元软件建立了二维车削加工有限元仿真模型.经分析可知,在切削速度一定时,随着刀具前角增大,切削力逐渐降低,但刀具前角增大会导致强度降低,最终取前角为10°.在最佳切削刀具前角时,切削速度在一定范围内增加,切削力逐渐降低.经有限元分析得出,切削7075铝合金时选取的最佳切削速度为3000 mm/s...     

PCBN刀具断续切削淬火钢时负倒棱角度对其切削性能的影响

通过总结断续加工GCr15钢的试验数据得出不同负倒棱角度下切削力的变化趋势及刀具寿命随负倒棱角度改变时的变化曲线,进而得出在实际加工过程中最佳的负倒棱角度。试验结果表明:切削力随着负倒棱角度的增大呈先增大后减小的趋势,其中径向切削力最大;有效冲击力的径向分力及变化幅值大于其它两个方向的有效冲击力;负倒棱角度较小时,影响刀具寿命的主要原因为机械冲击;负倒棱角度较大时,切削温度与机械冲击综合作用是影响刀具寿命的主要因素。     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律.研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120 m/min.     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律。研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120m/min。