三维断屑槽的断屑原理与设计

一、前言 在切削加工中,切屑的控制是一个极为重要的问题,直接影响切削加工的效率和质量。带状切屑不仅会损伤工件的已加工表面、打坏刀具、降低生产率和危及操作者安全,而且会造成停机误工。因此,断屑是急待解决的问题。由于断屑问题涉及工件材料、机床、刀具和切削用量等综合因素,虽有许多断屑方法,但适应20CrMnTi材料良好断屑的较佳方法,还是在刀具上采用三维断屑槽。     

金属切削过程的数值模拟

基于数值模拟技术,利用有限元软件模拟了金属切削过程及切屑的形成;得到了不同工件材料的切屑形态、切屑上应力应变和等效应力的分布,以及应变与切屑卷曲半径之间的关系;分析了等效应力、应变以及剪切应力的大小与分布对切屑形态和断屑的影响,得出切屑上应力、应变的不均匀分布是导致切屑卷曲的主要原因。该结论与切削理论相吻合,为高速切削塑性金属的断屑研究提供了依据。     

错齿BTA深孔钻削切屑变形断裂影响因素研究

利用错齿BTA深孔钻削切屑弯曲变形规律,对导致错齿BTA内排屑深孔钻切屑断裂的影响因素进行了分析,通过试验研究了错齿BTA深孔钻削切屑的变形断裂随刀齿钻削半径、钻削工艺参数、断屑台尺寸的变化规律。研究结果表明,刀齿钻削半径对切屑厚度影响很大,随钻削半径的增大,各刀齿切屑厚度增大,切屑厚度最大值点均位于刀齿切屑大径边缘且中心齿、中间齿、外齿的切屑厚度最大值依次减小;与转速相比,进给量对切屑厚度和切屑应变增量的影响更大,随进给量增大,切屑厚度增大,切屑应变增量增大;随断屑台宽度减小、高度增大,切屑应变增量增大,断屑条件改善。     

切削加工中切屑的处理

基于切屑的产生,介绍了切屑的处理方式,包括利用断屑槽方式控制切屑、改变刀具的几何角度、改变切削参数、加装断屑装置、应用激光位移传感器和利用低频震动断屑等。分析认为,切削加工中对切屑的管理是一个长期的课题,排屑的方式将随着科技的进步发展产生更多更新的切屑控制方法,但最终其目标在于保障设备运行的稳定性、高效性和安全性。     

硬质合金刀片嵌入式辅助断屑器的设计

为了扩大硬质合金刀片的断屑范围,结合硬质合金刀片三维槽型的结构特征和刀片安装方式,设计并制作了一种嵌入式辅助断屑器。进行了铝合金切削实验,观察了切屑形貌,并分析了切屑折断机理。实验结果表明,未安装嵌入式辅助断屑器时,硬质合金刀片在小切深下可以实现断屑;但在大切深时,产生长螺卷屑,硬质合金刀片的断屑效果变差。安装嵌入式辅助断屑器后,在大切深时,硬质合金刀片产生了C形屑。嵌入式辅助断屑器的反屑面增加了断屑台的高度和角度,进一步减小了切屑的卷曲半径,促进了切屑的折断。安装了嵌入式辅助断屑器的刀片具有较高的断屑率,扩大了硬质合金刀片的断屑范围。     

麻花钻加工20Cr的断屑仿真分析

利用有限元软件DEFORM-3D,对麻花钻钻削20Cr的断屑过程进行了仿真分析。根据塑性材料断裂强度理论,以切屑卷曲变形为断屑判据。通过模拟分析,得出了工件的等效应力、应变及其分布,以及工件上P点最大等效应变的变化规律,阐释了该点最大等效应变与切屑卷曲变形的正相关性。提出并验证了P点最大等效应变的峰值可作为麻花钻加工20Cr的断屑判据。     

德国becker金刚石刀具公司推出“true 3D”PCD断屑槽

<正>近日,德国金刚石刀具公司开发了"true 3D"PCD断屑槽型。这种三维PCD断屑槽是在将PCD刀尖焊接到刀片本体上以后,通过一种专有工艺在刀尖上加工形成的。这种三维PCD断屑槽除了可增强对切屑的控制外,集     

流屑方向对断屑的影响

本文研究了切屑的流屑方向对切屑控制的影响,着重讨论了流屑方向对断屑槽断屑的影响。通过理论分析及实验研究,探讨了流屑角与断屑槽断屑效果的关系以及流屑角本身的变化规律。     

断屑槽槽型在控屑过程中对刀具振动的影响

通过ABAQUS有限元软件分别对梯形、直线圆弧型和梯形双槽结构断屑槽刀具切削Ti6Al4V钛合金材料进行三维切削仿真,并分析其切削力的波动,得到断屑槽槽型在控制切屑卷曲过程中对刀具在主运动方向、进给方向和切削深度方向振动的影响。经过仿真发现,梯形、直线圆弧型和梯形双槽结构断屑槽在控制切屑卷曲的过程中对刀具振动的影响各不相同。三种槽型结构中,梯形断屑槽刀具的振动最弱,直线圆弧型断屑槽刀具的振动最强。     

近年来国内外切屑控制理论的研究与进展

在对近年来国内外切屑控制理论研究有关文献分析和综合的基础上,着重介绍了切屑形状描述、流屑角的计算、切屑折断条件、断屑槽(台)设计使用的有关理论和切屑控制理论研究的实验方法等新的研究成果,并对切屑控制理论的发展趋势进行了探讨。     

硬质合金刀片断屑槽槽型对其切削性能的影响

采用具有多种断屑槽槽型的同种基体材质的刀片进行车削实验,应用高速摄影机捕捉切削区域切屑产生、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形状;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力信号,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车削刀具的应用提供数据支撑。     

振荡断屑研究

在切削加工中,切屑的形状直接影响着正常生产和操作工人的安全。在自动机床及自动生产线上断屑、卷屑及切屑的处理问题往往成为生产的关键。生产上控制切屑的卷曲及折断的方法很多。主要的有:采用卷屑槽或断屑台;改变主切削刃的形     

高效FLOJET冷却系统在自动车削加工中的应用

高压冷却液喷流切削加工能冲断任何切屑。本文介绍的FLOJCT高效低温冷却断屑系统是高压冷却液喷流技术中的一种最新断屑技术,采用这种技术能有效地控制切屑,提高刀具寿命和切削性能,解决了难断屑韧性材料在自动车削加工中的断屑问题。与浇注冷却方式和传统冷却方式相比较,FLOJET冷却系统的断屑效果更佳。     

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.     

断屑槽凸台形状对车削钛合金影响的研究

为提高硬质合金刀具使用寿命,改善刀具车削钛合金时的断屑效果,基于Deform-3 D软件对加工过程进行三维切削仿真分析,并将仿真结论与实验结果对比,分析两种不同的切削用量下断屑过程中凸台形状对切削的影响.对具有球形、菱形、圆柱形及无凸台的断屑槽刀具进行切削试验,对比其切削力、切削温度和切屑的应力应变及各凸台刀具在切削过...     

新型圆弧角回转断屑器设计与切屑折断实用预报公式的建立

依据断屑原理,研究和设计一种新型圆弧角回转断屑器。该断屑器在整体上呈圆台状,在锥面上均匀设置了圆弧角。结合压板,断屑器实现断屑可靠、断屑范围宽、操作简便、使用寿命长等功效。同时推导出在该装置下的切屑过销钉的回转轴线与切屑流速方向所形成的剖面内的折断和切屑沿回转断屑器回转折断两种极限情况的切屑折断实用预报公式;进行了两种极限情况的断屑试验,试验研究结果验证了该断屑器的有效性。     

简单断屑器

车削加工中,车刀如果没有适当的断屑器,工件材料则会产生长的和连续的切屑,长切削常常缠绕在工件上容易发生危险。图示是很有用的简单断屑器,它迫使切屑向下,以避免切屑绕在工件上。这种装置对控制切屑流动方向和控制小的碎切屑也是很有     

数控车削过程断屑不良的解决措施

以切屑形状为研究对象，介绍了切屑的控制、断屑以及切削用量对屑形的影响。通过比较不同屑形，分析了数控车削加工的理想屑形，并提出了在实际车削过程中的改进建议，实现在线调整，得到良好的断屑效果。     

断屑槽结构对Inconel 718镍基高温合金切削温度的影响研究

镍基高温合金强度高,在切削过程中产生的温度较高。基于ABAQUS有限元软件建立Inconel 718镍基高温合金三维切削仿真模型,通过单因素实验法研究断屑槽槽型结构对切屑形态与切削温度的影响。结果表明,不同断屑槽结构对切屑形态影响较大,并影响刀尖温度与最大切削温度。其中,梯形断屑槽与直弧形断屑槽相较于圆弧断屑槽与折线形断屑槽在断屑能力与切削温度等方面表现更优秀,这两种断屑槽刀具断屑及时,最大切削温度较低,切削温度变化较为平缓,更有利于提高工件表面质量和延长刀具使用寿命。     

超声振动钻削切屑形成机理及实验研究

针对难加工材料钻孔不易断屑、加工难度高等问题,采用超声振动技术进行加工.对振动钻削的切屑形成机理进行分析,建立了切削刃的运动轨迹方程,推导出了不同相位差下的切削刃运动轨迹和切屑厚度方程,研究了切削厚度变化情况和断屑特性,得到了振动钻削中的完全几何断屑的条件.最后,通过201不锈钢钻削实验,对得出的切屑进行对比分析,验证了断屑条件,进而实现了对难加工材料钻孔切屑的有效控制.