可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究

可转位刀片断屑槽具有促进切屑卷曲、折断和保护刀具的作用.在切削过程中,断屑槽通过对切削力、切削温度和切屑形态的影响,进而间接影响刀片的使用寿命.通过对具有多种断屑槽槽型的同一种刀片进行切削实验,应用高速摄影机分析切削区域切屑产生、流出、卷曲和折断过程.通过磨损测量仪观测断屑槽,并结合切屑形态分析,明确断屑槽合理几何参数;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力,揭示断屑槽对切削力的影响规律;综合切削参数、断屑槽几何结构和切削力三方面的因素,最终确立断屑槽槽型与进给量对切屑折断的作用机制.研究数据以期为断屑槽设计与应用提供数据支撑.     

复杂断屑槽型对切屑截面影响分析

在金属车削过程中,采用复杂断屑槽型断屑是实现切屑折断的有效手段之一。通过切削试验证明复杂断屑槽型对切屑截面存在影响;分析切屑等效厚度的变化规律,建立切屑等效厚度的数学模型;分析复杂断屑槽型对切屑截面中性层位置变化的影响作用,建立切屑截面形状系数数学模型;最后,通过对TNMG160404--HK5槽型刀片切削时切屑截面变化的分析,得出切屑等效厚度和切屑截面形状系数对切屑折断的影响作用。     

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.     

切屑折断过程及槽型CAD专家系统知识库的设计

针对机械加工中切屑处理问题,研究了切屑折断过程及槽型ＣＡＤ专家系统的总体设计,知识表示模式及知识库的设计与实现方法。该系统不仅可以实现折断判断、断屑范围,刀片参数选择等咨询工作,还能根据用户要求设计刀片槽型,为进一步研究切屑折断过程提供了依据。     

三维槽型刀片典型几何单元断屑效应的理论分析

为了研究三维槽形刀片的断屑性能，对组成三维槽形刀片断屑槽的三种典型几何单元一斜槽、半球凸曲面及凹曲面的断屑效应进行理论分析，求出了在这三种几何要素单独作用下的上向卷曲型切屑折断条件，同时又对凹、凸曲面组合的断屑效应进行了分析．结果表明，凹凸曲面组合主要通过减小切屑上向卷曲半径而使切屑易于折断，从而为切屑折断预测和复杂三维槽形的设计、选用提供理论指导．     

三维复杂槽型车刀片切屑折断界限的研究

在金属切削过程中,采用三维复杂断屑槽断屑是实现切屑控制的有效手段之一.在切削试验的基础上提出了三维复杂断屑槽型的切屑折断界限曲线;分析了非直槽型、凸曲面槽型对切屑的约束作用,建立了切屑折断界限的数学模型;为验证切屑折断界限数学模型进行了钢外圆车削的断屑试验.试验结果证明切屑折断界限数学模型是合理的.     

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.     

复杂三维槽型刀片的断屑性能

对５种国产复杂三维槽型刀片的断屑性能进行了试验研究，并对三维槽型结构要素的断屑机理及断屑特点进行了分析。     

断屑槽用于轴承钢内孔加工的试验

本文从分析切屑折断的基本条件出发,根据弹塑性理论建立了预示切屑折断的极限进给量公式,并以实验方法加以验证,通过计算、试验,肯定了国产可转位刀片的常用断屑槽型在轴承钢内孔加工中的有效性。     

断屑槽及其有效性的试验研究

断屑槽是最常用的断屑方法,随着可转位刀具的推广,得到了更加广泛的应用。 本文通过轴承钢GCr15的加工试验研究,对断屑槽及其控制切屑的有效性,提出了一些设想及试验依据,可供轴承钢以及其他材料的切屑控制作参考。     

切屑空间运动轨迹的数学模型及动态仿真

在研究切屑空间运动轨迹的基础上,进行了切屑的形成与折断过程的动态仿真,为切屑形成与折断过程的研究和新型刀片槽型设计提供了一种代替试验验证的手段,可以降低新型刀片的开发费用,缩短开发周期。     

三维复杂槽型铣刀片粘结破损影响因素研究

本文重点分析了铣刀片温度场对粘结破损的影响,同时研究了应力场、切削参数、切削速度、刀片几何参数等因素对三维槽型铣刀片粘结破损的影响,为进一步建立铣刀片抗粘结破损性能的评判原则以及三维复杂槽型刀片的槽型优化提供重要的理论依据.     

刀片槽型对极限进给量的影响规律

从切屑形成与折断机理出发,研究了二维刀片槽型4个几何参数对切屑上向卷曲半径及极限进给量的影响规律,推导出槽型参数影响切屑上向卷曲半径及极限进给量的理论预报关系式,为研究复杂二维刀片槽型提供依据。     

波形刃铣刀片槽型重构系统的构建

为解决复杂槽型铣刀片槽型实时重构的问题，以波形刃铣刀片为例，对复杂槽型的重构问题进行了研究，基于模糊综合评判和遗传算法，利用OpenGL技术设计了槽型重构系统，具有很大的应用价值．     

铣刀片槽型优化系统的开发

在可转位铣刀片槽型和温度场的研究过程中,为了获得切削性能优良的可转位铣刀片和对铣刀片槽型进行实时优化,进行了铣削试验;基于模糊数学理论进行了铣削温度场的模糊综合评判,以模糊综合评判的结果为驱动和刀片性能评价依据;基于遗传算法提出了铣刀片槽型的优化算法.利用Visual C++开发平台和OpenGL技术开发了槽型优化设计系统,对铣刀片槽型优化问题进行了系统的研究.论文的解析方法和研究结果,在提高计算精度和计算效率的基础上,对铣削温度场解析、铣刀片性能评价和铣刀片的优化设计,具有重要的参考价值和应用价值.     

切屑断裂应变测量装置研制及其在高速切削中的应用

分析切屑断裂应变测量装置的工作原理,设计开发断裂应变测量装置及切屑试样;利用此测量装置,测量在不同切削速度下断屑试验所得切屑试样的断裂应变值;最后对断裂应变值进行分析,得出切削速度对断裂应变及切屑折断界限变化规律的影响。     

圆弧刃刀片槽型开发及切削力数学模型

基于切削理论和大量系统试验研究，对圆弧刃刀片的槽型进行了新的设计和研制，根据直角自由切削的试验结果，建立了圆弧刃刀片切削力数学模型，同时编制了软件进行预测，为设计开发优选刀片槽型提供了依据。     

表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究

针对微型刀具高速微切削过程中磨损严重的问题,基于表面非光滑技术,在刀具表面置入沟槽微织构,达到增强刀具减磨排热、抗粘结以及刀具抗磨能力。利用激光加工技术在微型车刀表面加工沟槽微织构;使用自行研制的高速微车削实验装置进行AL6061微加工实验,并针对刀具表面磨损状况、切屑形态、已加工表面粗糙度等三个方面进行评价。试验结果表明,沟槽微织构在提高刀具减摩性能及改善切屑形态和已加工表面质量方面效果良好。