切削参数变化对切屑断裂应变的影响

以影响切屑断裂应变的重要因素为基础,对切屑断裂应变随切削速度v、进给量f、背吃刀量ap的变化规律进行了理论分析;分析结果显示：高速切削时,当进给量f和背吃刀量ap不变的情况下,随着切削速度v的增加,切屑的断裂应变εB先是增加,然后又减小;当切削速度v和背吃刀量ap不变的情况下,随着进给量f的增加,切屑的断裂应变εB是减小的。当切削速度v和进给量f不变的情况下,随着背吃刀量ap的增加时,切屑断裂应变εB基本是定值。以上分析结果对了解切削参数对切屑折断性能的影响具有重要的意义。     

超硬刀具高速切削钛合金时的切削力研究

基于锯齿切屑相关理论,以单位切削力、切削力静态分量和动态分量为指标,对PCD/PCBN两种超硬刀具高速切削TC4钛合金的切削力进行对比研究。研究发现：两种超硬刀具高速切削TC4钛合金时,单位切削力大小基本相同,且均随切削速度增大而整体呈略微增加趋势,均随进给量、背吃刀量的增大而减小;单位切削力大小取决于锯齿形切屑基块内材料应变及应变率强化作用和温度弱化作用。两种超硬刀具切削力静态分量大小基本相同,且均随切削速度的增大整体呈略微增大趋势,均随进给量和背吃刀量的增大而增大。两种超硬刀具的切削力动态分量均随切削速度的增大而减小,均随进给量和背吃刀量的增大而增大。PCD刀具的切削力动态分量大于PCBN刀具;切削力动态分量大小与靠近刀尖处发生热塑剪切失稳切削层材料的体积和温度有关。     

45淬硬钢干式切削温度试验研究

进行涂层硬质合金刀具干式切削45淬硬铜试验,分析了切削参数和刀具涂层对45淬硬钢干式切削温度的影响。切削温度均随着切削速度、进给量及背吃刀量的增大而增大,但不同之处在于,切削温度的增加量随着切削速度的增加而增加,随进给量及背吃刀量的增加而减小;涂层刀具的切削温度明显小于涂层刀具,且随着切削速度的提高,切削温度增加量始终维持在一个较低水平;PVD涂层的隔热性能要普遍优于CVD涂层,所有涂层隔热性能由大到小排序为:YBC251YBM151YBG205YBG102.     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型的建立与切削参数的优选

文中通过试验设计的方法研究了高速精加工中切削参数的选择对表面粗糙度的影响.采用响应曲面法建立表面粗糙度的响应模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响以及切削参数的优选.结果显示背吃刀量对表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,切削速度影响最小.在表面粗糙度选定的情况下,优先选择背吃刀量可以提高加工效率.     

高速切削铝合金2024-T4切削力的仿真研究

利用有限元软件Advant Edge设计以切削力为目标,以切削速度、进给量和背吃刀量为自变量参数的三因素四水平正交试验,对硬质合金刀具切削2024-T4铝合金的加工过程进行2D仿真,研究了切削参数对切削力的影响规律。采用极差分析获得切削参数的最优组合,通过方差分析获得切削参数对切削力的显著性。结果表明:背吃刀量对切削力影响最大,切削速度影响最小,最优切削参数都是u_c=1250m/min,f=0.09mm/r,a_p=0.2mm;背吃刀量和进给量对F_x的影响显著,切削速度对F_x的影响不显著,切削速度、进给量和背吃刀量对F_y的影响显著。     

基于DEFORM的铝合金切削力仿真与试验

基于DEFORM-3D分析铝合金6061的切削过程,并将仿真结果与试验结果相比较,结果表明:仿真结果与试验结果之间的误差较小,仿真结果较为准确地预测实际切削加工过程中的切削力大小;切削过程中背吃刀量、进给量、切削速度均会引起切削力的变化,但影响程度不同,背吃刀量最大,切削速度最小;最大应力分布在第一变形区及刀尖周围,且应力沿着刀尖及工件两侧逐渐减小;最大温度在距切削刃有一定距离的切屑上。     

基于用户材料二次开发的Ti6Al4V切削加工三维有限元模拟

采用Ti6Al4V在大应变、高应变率和高温条件下的流动应力模型,通过用户材料二次开发写入Deform-3D材料库中,在此基础上开展了不同参数条件下Ti6Al4V高速车削加工的热—力耦合有限元模拟试验,对切削力、切削温度和刀具磨损随切削参数的变化进行深入研究。与试验结果的比较表明,采用二次开发的用户材料模型,可以提高切削力仿真精度,实现对整个切削过程的更准确预测。对切削力影响由大到小依次是背吃刀量、进给量、切削速度。从切削力的角度来选择切削参数时,优先选取较高的切削速度,其次考虑较大的进给量。对切削温度影响最大的是切削速度,且切削速度与切削温度呈正比关系,背吃刀量影响最小。从切削温度角度选择切削参数时,应选用较大的进给量和背吃刀量,适当减小切削速度。切削速度对刀具磨损的影响最大,所以,为了延长刀具的使用,必须合理地选择切削速度。     

轴向超声振动车削液压滑阀阀芯的试验研究

使用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具对精密液压滑阀阀芯进行了轴向超声振动车削试验,揭示了进给量对切削温度、切削力、表面粗糙度和切屑形貌的影响规律。试验结果表明:进给量f=0.01 mm/r时,轴向超声振动切削温度随切削速度的变化最为平缓,粗糙度Ra值的范围在0.15～0.38μm之间,主切削力Fz最大;在切削速度v=170 m/min,背吃刀量a_p=0.08 mm,超声振幅为0.01 mm的条件下,随着进给量的增大,切屑宏观形态依次为粒状、节状和小螺旋状,并且切屑的颜色逐渐变深;进给量f=0.025 mm/r时,从切削力、切削温度、表面粗糙度的变化规律及切屑的宏观形态来看,轴向超声振动车削的优势变的不明显。     

高速切削切屑折断界限变化规律

为进行高速切削切屑折断界限变化规律研究,采用具有代表性的三维复杂槽型车刀片进行11种常速、高速断屑试验.在分析试验数据基础上,得到切屑折断界限曲线及其共性切屑折断界限曲线.在对三次样条函数插值方法进行分析,以及应用二次、三次多项式拟合方法建立切削速度与极限进给量、断屑范围之间变化规律的数学模型的基础上,优选出误差小、计算简单的数学模型.发现在各种切削速度下极限背吃刀量是定值,并且极限背吃刀量曲线是垂直直线,为此建立新的极限背吃刀量数学模型.结合具有代表性的三维复杂槽型车刀片,研究极限进给量变化规律,并推导出极限进给量理论预报公式.三维复杂槽型切屑折断界限曲线及其数学模型的建立,可为今后高速切削领域里三维复杂槽型车刀片断屑机理及其预报系统的研究打下理论与试验基础.     

SiCp/Al复合材料薄壁件车削加工变形的仿真研究

通过建立Si Cp/Al复合材料薄壁件的三维有限元模型,运用ABAQUS有限元软件对其车削加工过程进行模拟分析,研究了切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对薄壁件加工变形的影响规律。结果表明,在工件端部对Si Cp/Al复合材料薄壁件进行切削时,最大径向变形和最大挠曲变形都发生在切削区域,并随着背吃刀量的增加而增大,随着进给量的增大而增大,随着切削速度的提高呈增大趋势。其中背吃刀量对Si Cp/Al复合材料薄壁件变形的影响最显著,切削速度影响较小。