高强度材料车削机械断屑器设计分析

针对304奥氏体不锈钢为代表的典型高强度、车削加工难断屑材料,设计了一种具有主动机械动力的切屑二次折断装置.断屑装置由直流电机提供动力,在切屑流向断屑器时,通过旋转的内断屑刀和固定的外断屑刀共同作用折断切屑.实验和仿真对比,分析了304奥氏体不锈钢在不同切削用量下使用该断屑器辅助车削和干切削时切屑形态,以及在各切削用量下使用断屑器辅助车削的优化效果,并得出断屑器取得良好断屑效果及最大程度降低前刀面温度的优化切削参数.验证了其在不同切削用量下均能够稳定可靠地断屑,避免了切屑缠绕问题,降低了刀具车削时前刀面的温度并提高了生产效率.     

高压冷却条件下刀具摩擦性能的仿真研究

不锈钢材料具有良好的性能,在航空、航天等领域得到广泛的应用.改善其加工特性、降低刀-屑间的摩擦阻力的试验研究已得到很大程度上的重视和实践,但对于摩擦性能的仿真分析以及冷却方式需进一步研究.本研究将使用Third Wave AdvantEdge有限元软件,基于316奥氏体不锈钢模拟干切削和高压冷却的切削进程,研究切削条件对刀-屑间的摩擦特性的影响.研究结果表明:切削参数的三个因素在两种切削环境下对刀-屑间的摩擦系数μ的影响程度是一致的,从大到小依次为:进给量、切削速度、背吃刀量;在同样的切削参数下,对于主切削分力、进给抗力、刀-屑间的摩擦系数,在高压冷却(HPC 200 bar)条件下与干切削(DRY)相比数值有所降低.     

基于超声珩齿的振动能量测试研究

提出了基于超声波珩齿振动系统的谐振频率与振动能量测试方法。主要根据共振原理,借助超声振幅测试系统,测出超声振动的谐振频率,并通过数据处理,进而测试出超声振动的能量。     

基于四端网络法的超声珩齿振动系统设计

从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发,建立机械四端网络的数学模型及传输特性方程,导出了超声珩齿复合振动系统的频率方程和放大系数计算公式。将小端接圆柱杆的复合圆锥形变幅杆与被加工齿轮组成复合振动系统,将齿轮简化为圆柱杆,采用四端网络方法,得出了复合振动系统的频率方程与放大系数公式。     

内冷式车刀的断屑试验研究

为了提高车刀切削性能,讨论了内冷式车削对难加工材料断屑的影响。其加工过程是:高压切削液从刀具内部通过,从前刀面高速喷出,对切屑形成强大的冲击力,以达到断屑的目的。实验结果表明:内冷式车刀能够达到断屑的目的,并使得工件的加工精度和表面质量得以大幅度提升。     

基于304不锈钢内冷式高压冷却车刀的优化分析

针对304不锈钢难切削的加工特点,对车刀进行了优化和仿真分析。优化后的车刀结构使高压冷却润滑液通过刀体从前刀面上的小孔喷出,从而能够冷却车刀刀尖区域、润滑前刀面、冲断冗长切屑、消除切屑堆堵、改善切削状况。COMSOL Multiphysics软件仿真结果表明,优化后的车刀在满足应力强度要求的前提下切削区最高温度大幅降低,显著提高了刀具耐用度,同时工件加工精度和已加工表面质量也得到了提升。     

电镀CBN磨具的基体设计

根据当前加工窄深槽现状和难题,介绍了一种新型的加工窄深槽磨具的基体设计,并用有限元对其进行了模态分析,得出了磨具振动的频率。     

超声珩齿系统中新型复合变幅杆的设计与研究

在对超声珩齿系统中新型复合变幅杆进行理论分析的基础上,采用有限元软件ANSYS对变幅杆作了模态分析,并建立了一套超声振动谐振频率测试系统.理论计算、有限元分析和实验测量三者结果相比,符合较好,为超声变幅杆的设计优化提供了新的途径.     

双动力螺旋钻杆合理参数模拟研究

为使肋骨钻杆在煤矿井下瓦斯抽排钻孔施工时达到最高的效率,在对肋骨钻杆的排渣机理进行分析研究的基础上,运用计算流体动力学(CFD)技术对钻杆螺旋叶片的结构参数进行数值模拟与优化。分析结果表明:φ98 mm的肋骨钻杆,螺旋叶片导程P=100 mm,叶片宽度L=16 mm,排渣效果最优。提出了通过改变叶片形状降低排渣阻力的观点,当叶片外棱边圆角R=4 mm时,相对传统矩形叶片,有效降低了排渣阻力,提升排渣区域整体排渣速度。     

钻杆六方接头加工工艺及受扭力学分析

介绍了螺旋钻杆六方接头的加工工艺,并应用ABAQUS软件对接头的受扭特性进行分析,结果表明:最大Mises等效应力多发生在几何突变处,并且此值小于屈服极限。母接头Mises等效应力大小是公接头的2.34倍,在反复受扭状态下母接头容易先发生破坏,所以在材料上应优先对母接头进行强化。传递扭矩时,公、母接头只有一部分区域发生接触并传递扭矩,其余部分没有发生直接接触不是主要受载区域。通过扭矩实验验证了仿真结果的正确性,六方接头可以传递较大的扭矩而不发生破坏,扭矩超出10000 N·m时从焊缝处发生断裂。