金属棒料高速精密剪切下料速度的研究与应用

针对高速剪切技术中影响断面质量的重要参数之一速度,从裂纹扩展角度出发,结合断裂力学关于裂纹的应变能密度理论和液气剪切机的运动力学特性,推导出径向夹紧状态下高速剪切适宜下料速度的理论表达式,并给出合理的临界剪切速度范围,有助于该项新技术的推广应用。     

基于夹紧状态的棒料高速精密剪切机理及试验研究

结合断裂力学中的线弹性断裂理论关于Ⅱ型裂纹裂尖塑性区域尺寸的研究,深入探讨了夹紧状态下的棒料高速精密剪切机理,得出高速精密剪切的实质是实现裂尖塑性小范围屈服。在理论研究基础上,分析了各剪切工艺参数对剪切断面质量的影响,并利用试验样机对棒料高速精密剪切进行了试验。结果表明,与普通剪切方法相比,基于夹紧状态下的高速剪切可获得满意的断面质量。     

棒料高速精密剪切工艺及设备初步研究

总结了棒料高速精密剪切工艺及设备的研究状况，提出了基于高速与约束状态下的剪切方式，并简述了进一步需要研究的问题。     

高速冲击下钢板的微观组织及绝热剪切带

用烧结的钨合金弹丸垂直冲击45钢与30CrMnMc钢两种钢板,45钢钢板穿孔周围的微观组织沿径向可分为熔化快凝层、再结晶细晶层、变形细晶层,形变层及正常基体组织,该材料中没有发现绝热剪切带．30CrMnMo钢板穿孔周围的微观组织表面是熔化快凝层,其下是扩散层、形变层和基体组织,钢中形成了几类绝热剪切带,由于冲击波和反射波的作用、复杂的塑性变形及侵彻过程本身的原因,它们具有不同的方向和宽度冲击45钢钢板和30CrMnMo钢钢板的弹丸的变形形式相差很大,冲击45钢钢板的弹丸被墩粗且损耗较慢,冲击30CrMnMo钢钢板的弹丸为剪切变形,损耗速度快．分析表明,绝热剪切带的发生与材料的强度、冲击下材料的应变量有关．     

高速剪切设备的概念设计

利用概念设计的原理和方法，形成了用于精密下料的高速剪切设备的结构方案，基于SolidWorks进行三维结构设计，并用有限元对主要部件进行分析，得到了比较满意的结果。     

高速弹丸冲击诱发TC4中绝热剪切带的微观结构

利用弹丸高速冲击TC4钛合金靶板,采用透射电子显微镜(TEM)研究诱发的绝热剪切带(ASBs)附近及内部微观结构。ASBs附近区域微观结构的观察表明,ASBs边界容易成为诱发裂纹萌生的核心;ASBs附近积聚了很大的内应力,容易形成高密度的缠结位错、条带状位错胞等位错组态和应力诱发马氏体结构。ASBs内部微观结构的观察表明,ASBs为应力诱发结构,沿垂直ASBs的方向,越接近ASBs的中心部位,晶粒碎化越严重;在ASBs中没有观察到典型的动态再结晶(DRX)晶粒特征,观察结果不支持ASBs中发生DRX以及ASBs的发源与传播都和DRX有关这一传统观点;同时在ASBs中心区域出现了玻璃态的非晶结构。     

基于AMESim仿真技术的高速剪切机缓冲系统的设计

针对高速剪切机加速系统的加速装置设计过程中的缓冲问题进行理论研究,并利用AMESim仿真技术进行时域仿真分析。通过对得到的速度、位移曲线的分析比较,确定阻尼孔的最佳直径;依据工况和具体设计要求,完成加速装置的设计;有效解决了加速装置工作过程中的冲击问题,提高了设备的可靠性和稳定性。     

Monel合金高速塑性剪切变形与动态再结晶

采用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ杆加载技术和帽状试样,研究Ｍｏｎｅｌ合金在εｓ≈４．３×１０５ｓ－１的高应变速率条件下的应力－应变关系及塑性变形行为．实验及计算结果表明,塑性区（简称剪切带）内温度随剪切应变增加呈线性升高．透射电镜证实剪切带组织发生了动态再结晶,再结晶晶粒约为１７０ｎｍ．分析了剪切带中组织结构的演变过程,讨论了动态再结晶的机制     

钢格板剪床剪切过程有限元仿真研究

钢格板剪切过程是一个复杂的弹塑性大变形过程,其主要特点是变形区域非常小、变形力集中,同时还涉及断裂问题。为了更好地研究钢格板剪切机制,运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对剪切过程进行仿真,得到剪切过程中变形区的应力应变分布规律和力能参数,并与实验数据和经验公式得到的结果进行比较,证明了有限元模拟的可靠性,为优化剪切参数、提高剪切质量和刀具寿命提供合理依据。     

棒料高速精密剪切合理加载速度的探讨

针对高速剪切技术中影响断面质量的重要参数之一--速度,从裂纹扩展角度出发,结合断裂力学关于裂纹的应变能密度理论,推导出径向夹紧状态下高速剪切适宜剪切速度的理论表达式.在此基础上,进行了金相分析对比,深入研究了试件剪切断面的微观组织形态,进一步揭示了速度对剪切断面质量的影响机理,从而说明了高速剪切与普通剪切相比具有更好的断面质量,并给出合理的临界剪切速度范围,有助于该项新技术的推广应用.     

高速切削技术在模具制造中的应用

基于数控机床高速切削技术在模具制造中的应用,对高速切削机床的选择、高速切削数控编程技术以及刀具技术等方面进行探讨,构建现代模具制造系统方案,为模具制造企业提供一定的借鉴。     

Determination of workpiece flow stress and friction at the chip–tool contact for high-speed cutting

This paper presents a methodology to determine simultaneously (a) the flow stress at high deformation rates and temperatures that are encountered in the cutting zone, and (b) the friction at the chip–tool interface. This information is necessary to simulate high-speed machining using FEM based programs. A flow stress model based on process dependent parameters such as strain, strain-rate and temperature was used together with a friction model based on shear flow stress of the workpiece at the chip–tool interface. High-speed cutting experiments and process simulations were utilized to determine the unknown parameters in flow stress and friction models. This technique was applied to obtain flow stress for P20 mold steel at hardness of 30 HRC and friction data when using uncoated carbide tooling at high-speed cutting conditions. The average strain, strain-rates and temperatures were computed both in primary (shear plane) and secondary (chip–tool contact) deformation zones. The friction conditions in sticking and sliding regions at the chip–tool interface are estimated using Zorev's stress distribution model. The shear flow stress (k_chip) was also determined using computed average strain, strain-rate, and temperatures in secondary deformation zone, while the friction coefficient (μ) was estimated by minimizing the difference between predicted and measured thrust forces. By matching the measured values of the cutting forces with the predicted results from FEM simulations, an expression for workpiece flow stress and the unknown friction parameters at the chip–tool contact were determined.     

金属板高速剪切断裂数值模拟的研究

针对目前国内常用金属板在剪切过程中剪切效率低、剪切断面质量差及高能耗等问题,提出了一种带有上剪刃几何参数的高速滚切剪剪切方法。重点分析了该种剪切方法对等效剪切应力分布、剪切断面质量和剪切力的影响,并利用DEFORM-3D有限元软件对金属板高速剪切的断裂过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明,优化后的高速剪切可以使等效剪切应力比较均匀地分布于剪切区域,并获得了良好的钢板剪切断面质量;与普通滚切剪进行对比,其最大剪切力在切入阶段和滚切阶段均有一定程度的减小,实现了节能剪切的目的。     

国内外摆动辗压技术的研究和发展

介绍了摆动辗压成形技术在美国、英国、波兰、前苏联、瑞士、日本和德国等工业发达国家的研制和生产概况。综述了我国科技工作者在摆动辗压机的机身设计计算与制造、摆头的设计计算、摆动辗压的运动轨迹以及摆动辗压成形过程中坯料与摆头之间的接触情况等;在摆动辗压成形过程中的应力、应变分布的实验研究与数值模拟分析,缺陷形成机理分析,以及摆辗变形力的工程计算等;热摆动辗压成形工艺、温摆辗成形工艺和冷摆辗成形工艺在汽车、摩托车、五金工具和兵器工业等加工制造业的工程应用等方面所作的成形机理、数值模拟、设备和工艺研究情况。     

旋转式热飞锯切斜原因分析

针对旋转式热飞锯在实际生产过程中出现的切斜现象,从工艺设备和电气控制等方面分析了其原因,并提出了解决办法,切斜量可控制在２ｍｍ以内．     

Microstructure and cutting performance of CrTiAlN coating for high-speed dry milling

Using a closed field unbalanced magnetron sputtering system, the cemented carbide end mills were coated with a CrTiAlN hard coating, which consisted of a Cr adhesive layer, a CrN interlayer and a CrTiAlN top layer. The microstructure and mechanical properties of the coating were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), micro indentation and scratch test. The cutting performance of the coated end mills were conducted by high-speed dry milling hardened steel (P20, HRC 45). The results indicates that the coating is composed of (Cr, Ti, Al)N columnar grains with nanolayers. The coating exhibits good adhesion to cemented carbide substrate and high microhardness of around 30 GPa. The coated end mills show significant improvement on tool life and much lower cutting force as compared to the uncoated ones. And the related mechanisms were discussed.     

弧焊机器人高速焊接工艺改进

通过空调压缩机壳体环缝的机器人焊接工艺实验,分析了高速焊工艺的诸多难点。改变弧焊电源的输出特性,配合三元气体φ(Ar)91％ φ(CO2)7％ φ(O2)2％保护工艺,实现了120cm／min的高速焊接。工艺过程稳定,焊缝成形美观,气密性试验合格率100％,能够应用于流水线大批量生产。     

Experimental analysis on a small horizontal displacement during shearing process using a copper plate made by multilayered explosive welding

A shearing process of a metal plate by an impulsive pressure generated by underwater explosion was numerically simulated, and the analytical result was compared with some experimental results. The features of the deformation and the shearing process were discussed by considering the fracture condition.     

工具电极高速旋转电加工引电装置设计、仿真及验证

在工具电极高速旋转电加工时,向电极引电较困难。依据迷宫密封原理,设计了工具电极高速旋转电加工引电装置,建立了引电装置内部流场模型,分析了不同转速下引电装置内部导电液的运动情况及装置的密封性。通过工具电极高转速电解加工对比实验,验证了引电装置的导电能力。研究结果表明:设计的引电装置能满足工具电极高速旋转时对工具电极的引电要求。