高速切削机理的研究现状

对国内外高速切削机理的研究现状进行了概述,分析对比了高速切削切屑成形机理的两大理论体系——绝热剪切理论和周期脆性断裂理论,总结了高速切削刀具磨损方面的一些研究成果,指出了目前高速切削机理研究中存在的一些问题.     

基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法EI北大核心

传统的螺杆转子成形砂轮设计研究主要集中在成形砂轮廓形精度提升方面,成形砂轮的切削加工性能与成形砂轮安装参数之间的耦合关系没有得到足够的关注,导致设计出来的螺杆转子成形砂轮切削加工性能不高,从而致使螺杆转子的成形磨削表面质量差、加工效率低。本文提出了一种新的基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法。首先,基于空间啮合原理设计螺杆转子成形砂轮安装参数优化设计程序,获得不干涉条件下的螺杆转子成形砂轮安装参数范围;其次,对不同安装参数下成形砂轮与螺杆型面的接触特性,以及不同安装参数条件下成形砂轮的轮廓特性、切削加工特性进行系统的分析和研究,获得了螺杆转子成形砂轮安装参数选择策略。以某型号三螺杆泵阳转子为例对该方法进行验证,结果表明,在保证加工质量的前提下,该方法可以显著降低螺杆转子精密磨削成本,具有较好的理论创新性与工程应用价值。     

弧齿锥齿轮齿面发生线切齿法探讨

根据圆弧齿锥齿轮具有球面渐开线齿形的齿面,可以由与齿轮基圆锥相切平面上的圆弧线在基圆锥上纯滚动生成这一原理,探讨研究弧齿锥齿轮齿面新的精密切削加工方法.若以该圆弧发生线作为刀刃,可以切削出无理论误差的球面渐开线齿形的锥齿轮齿面.从理论上和试验上探讨和研究这种"齿面发生线切齿法"实现弧齿锥齿轮齿面切削加工的方法及其推广应用的可行性.论述了切削方法的理论原理,设计了加工机床、刀具,进行了初步切齿试验.理论和试验证明了"齿面发生线切齿法"的正确性.这一理论和方法具有齿形无理论误差、齿轮可以互换、接触区调整简单等显著特点,并且具有切齿效率高、机床结构简单、成本低等突出优点,是目前其他方法所无法比拟的,具有很好的可行性.这一原理和方法为弧齿锥齿轮的切削加工开创了一条全新的途径.     

成型孔表面加工运动学分析基础

分析了机械零件上加工成型孔时所需的表面成形运动，为进一步深入研究和开发成型孔加工方法提供了理论基础。     

基于平均安全系数的可靠性设计方法研究

在机械零件设计中,安全系数法因为概念清晰、直观、易懂、使用方便,被广泛采用,然而安全系数的取值因人而异,有一定盲目性。机械可靠性设计是将可靠性理论引入到机械设计当中,可以根据零件的重要程度选取合适的可靠度设计零件。将传统机械设计中的安全系数引入到可靠性设计中,可以避免传统机械设计法的盲目性和保守性。以应力-强度干涉模型为基础,分析了当应力和强度服从不同分布时,机械零件的可靠度与平均安全系数的关系,提出了一种基于平均安全系数的可靠性设计方法。设计实例验证了该方法的优越性,为提高零件设计水平和节省制造成本提供了理论基础。     

打通数据利用瓶颈

近年来,飞机设计制造技术发生了根本性的变革,采用模线样板、标准样件、零件成形模具与装配型架的模拟量传递体系的传统飞机设计制造方法已向数字化样机、数字化预装配、数控加工、数字化检测的数字量传递体系转型.     

滑移线基本理论及其在金属切削加工中的应用

滑移线理论是一种图形绘制与数值计算相结合的求解平面塑性流动问题的理论方法.应用塑性力学的滑移线理论分析了金属切削过程中变形滑移现象,得到金属切削过程中切削力的一种新的计算方法,给出了切削力的计算公式.这一分析方法和计算公式可较合理地分析计算切削力,对解决工程实际问题有一定的指导意义和应用价值.     

锥形多刃刮齿刀具切削成形过程仿真分析

数控强力刮齿加工是一种全新的高效齿轮加工方法。针对强力刮齿技术中存在的单刃型刀具使用寿命短的问题,提出一种更为高效的新型锥形多刃刮齿刀具。根据空间交错轴啮合理论和刮齿加工齿面形成过程,建立强力刮齿加工运动模型和锥形多刃刀具切削模型。基于仿真加工软件提出一种用于分析多刃刮齿刀具切削成形过程的模拟方法,给出了仿真模型设置、仿真切削加工步骤,并通过对比仿真切削加工结果,分析了多刃型刮齿刀具和单刃型刮齿刀具在切削成形过程中的异同,验证了锥形多刃刮齿刀具的可行性。为研究圆柱齿轮的多刃高效展成成形机理和研制新型锥形多刃刮齿刀具提供理论依据。     

纳米切削加工模型的研究

从分析建立传统切削加工模型的理论基础和分析方法入手,指出该模型应用于纳米切削加工的不合理性,应用分子动力学仿真建立了纳米切削的加工模型.研究表明,在纳米切削过程中,当切削深度小于最小切削深度时,工件材料只发生了弹塑性变形,没有形成切屑.     

物理断裂准则应用于高速切削的研究

基于高速切削有限元模型,参照更新的拉格朗日方法在低速切削加工中的应用,将金属物理断裂准则运用于高速切削的模拟中.通过仿真分析和比较在设置物理断裂准则和几何断裂准则的两种高速切削仿真情况下,X,Y方向切削力及切屑形成的变化发现,设置了物理断裂准则的高速切削仿真得到的数据更接近实验数据,且切屑成形也与实际情况符合.     

链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法

链轮是最基本的机械零件之一,在链传动装置中起着传递动力及运动的作用。目前链轮的齿廓多采用锻坯切削方式加工,存在切削余量大、材料利用率低、生产效率低及力学性能下降等问题。提出采用闭式模锻工艺直接成形链轮齿形,以实现锻件齿廓不再切削加工而直接达到链轮产品对齿廓尺寸的精度要求;考虑影响锻件尺寸的若干因素,给出了链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法。采用齿廓型腔尺寸精确设计的成形模具进行了某型号链轮闭式模锻成形实验,并与常规设计进行了对比。结果表明,所建立的链轮闭式模锻成形模具齿形型腔精确设计方法具有较高的准确性,能够实现链轮齿形不再加工的模锻成形精度要求。本文中建立的齿廓型腔尺寸精确设计方法可为其他齿类锻件精密模锻模具齿廓型腔的精确设计提供参考。     

基于运动学图谱的数控机床设计方法

针对数控机床传统的设计方法制约创新性的问题,提出了基于产品成形加工运动学图谱的数控机床设计方法.在对待加工产品的成形表面、常用的加工刀具和成形方法进行分析的基础上,采用理论计算与实际约束条件相结合的方法,分析得到产品加工所有可能的成形运动形式,在数控机床坐标系中建立其运动学图谱.图谱的多样化决定了设备结构形式的多样化,基于图谱的设计方法可实现数控机床结构的创新设计.以石材异型制品加工设备为例验证了所提出的设计方法.     

钛合金切削力建模与试验研究

以钛合金切削切屑成形机理为依据,基于Joshi平行剪切区有效应变梯度模型和位错理论,建立钛合金高速切削的切削力模型,采用多因素正交试验法,比较切削力试验测量值与模型计算值,验证了模型的合理性,通过分析正交试验直观图,研究了切削参数对切削力的影响。     

圆弧齿线圆柱齿轮齿面设计与有限元分析

以弧线圆柱齿轮的啮合原理为基础,研究了圆弧齿线圆柱齿轮副的切削理论和相应设计方法,分析了圆弧齿线圆柱齿轮的齿面成形原理。采用了双面刀盘展成法,将刀盘旋转而成的切削锥面作为假想齿轮的齿面,模拟圆弧齿线圆柱齿轮的啮合过程,推导圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程,对圆弧齿线圆柱齿轮齿面进行数值仿真并实现了可视化。生成有限元网格模型,并导入到ABAQUS软件中进行有限元分析,将有限元分析结果与Hertz接触理论进行对比分析,结果表明,所建有限元模型合理。将分析结果与同尺寸圆柱齿轮结果进行对比,结果表明,圆弧齿线圆柱齿轮的接触强度较直齿圆柱齿轮有所改善。此外,通过对刀盘半径的三组尺寸算例进行比较分析,得到了刀盘半径尺寸与应力大小的关系。     

机械零件静强度可靠性设计

分析了零部件可靠性设计与传统设计方法的不同,介绍了机械零件强度设计的应力-强度干涉理论,给出了机械零件强度可靠度计算的一般表达式,并通过机械零件可靠度设计的工程实例分析,说明可靠性设计的可行性与实用性。     

渐开线花键冷滚压精密成形工艺分析及试验研究

花键冷滚压精密成形技术是一种高效、精密、少无切削的先进制造技术,具有成形效率高、节能、节材和零件成形性能好等特点.分析渐开线花键冷滚压精密成形工艺过程及原理,对成形过程的单位平均压力、接触面积、滚压坯料直径、滚压力及滚压力矩等进行求解.对渐开线花键进行冷滚压精密成形试验,分析零件变形区的金属流动规律,组织形成机理及塑性变形对成形性能的影响.试验结果表明,在花键冷滚压精密成形过程中,工件表层发生剧烈的塑性变形,晶粒沿齿廓呈连续的流线型分布,塑性变形区为细长的纤维组织,齿形截面硬度分布具有一定的规律性.试验所得零件无缺陷,硬度、耐磨性等较传统的切削加工花键大大提高,可满足使用要求.     

机械加工设备的功能方案设计

在分析机械零件成形方法和加工设备工艺范围的基础上,得出功能原理的设计是机械零件加工设备设计的核心任务。设计机械零件加工设备,首先要完成的工作是功能方案设计。文中对机械零件加工设备运动功能的描述、表达以及包含的机理作了深入探讨,提出了机械加工设备功能方案设计的一般方法,这为机械零件加工设备开展总体结构设计增加了一种辅助手段。     

圆柱齿轮滚切多刃断续切削空间成形模型及应用

滚切加工作为当前圆柱齿轮制造应用最为广泛的工艺具有高效但成形过程复杂的特点。基于展成原理,由规则分布在滚刀基本蜗杆螺旋面上的一系列切削刃相继从圆柱齿坯上切除材料,最终包络形成渐开线齿面。研究其成形原理可以为提升该工艺性能提供有效指导。针对齿轮滚切工艺过程多刃切削成形特征,建立圆柱齿轮滚切的空间成形模型。基于滚刀几何结构参数的理论约束关系,建立滚刀切削刃序列的参数方程;根据滚刀和工件的几何参数以及切削参数确定滚切过程中滚刀与工件的空间位置和运动关系,并基于空间运动学方法推导求得滚刀刀刃序列形成的空间成形曲面参数模型;采用离散数值方法获得滚切过程中的切屑几何形态及切屑厚度,并根据切屑几何计算各刀刃去除材料时的瞬时主切削力。该模型可以为滚切工艺参数优化、滚刀几何设计等研究提供支撑。     

超高速切削技术及其新进展

阐述了超高速切削的概念、特点和发展这项技术的重要性,分析了超高速切削的技术体系、技术现状和发展趋势,并就我国发展超高速切削的基础关键技术进行了讨论.     

加工淬硬钢时刀具材料及刀具几何参数选择方法研究

淬硬钢制成的机械零件性能优良,用切削代替磨削加工这类机械零件不仅方便、快捷,并且经济、环保。详述了切削淬硬钢时合理选择刀具材料和刀具几何参数的方法,对加工淬硬钢时的刀具设计具有一定的参考价值。