轴向超声振动切削参数对表面质量的影响

基于全因子实验设计,进行了轴向超声振动车削实验,研究了6061铝合金轴向振动车削参数(切削速度、背吃刀量、进给量)对表面粗糙度的影响,并对表面粗糙度进行了预测。对实验数据进行极差分析、切削用量交互作用分析,得到了各切削参数对表面粗糙度的影响。基于多元回归法与指数函数法分别建立了表面粗糙度预测模型,对预测模型进行显著性检验,并与测试实验结果相对比。实验结果表明,指数函数预测模型可以更好地对表面粗糙度进行预测,预测精度较高,对6061铝合金轴向振动车削参数的选择提供了依据。     

刀具磨损对单晶铝纳米切削过程的影响

基于分子动力学的理论建立了单晶铝的纳米切削仿真模型,比较研究了在刀具未磨损和刀具磨损条件下对切削过程的影响。研究表明：相比于刀具未磨损,在刀具磨损的情况下,已加工表面质量有所下降,基体上出现了大量的位错等缺陷;切削力也全部有所升高,其中刃口半径磨损对切削力影响最为显著,在相同的切削条件,相比于刀具未磨损升高约为17.78%,后刀面磨损和前刀面磨损对切削力的影响基本相同,提高了约7.98%;刀具温度和工件的温度也都有不同程度的升高,其中,工件的温升更高。刀具刃口半径磨损对温升影响最大,达到稳定切削时,刀具的平均温度相比于刀具未磨损升高约为7.2%。     

切削参数对切削能影响实验研究

切削能绝大部分会转化为切削热,进而直接影响切削温度,因此研究切削参数对切削能的影响规律对切削温度的研究有重要意义。文章以新型硬质合金微坑车刀切削304不锈钢为例,通过理论计算结合切削实验,研究新型硬质合金微坑车刀在切削过程中切削参数对切削能的影响。结果表明,对剪切能影响最大的是切削深度,其次是切削速度,最后是进给量;对摩擦能影响最大的是切削速度,其次是进给量,最后是切削深度。     

刀具几何参数对金属钛纳米切削影响的分子动力学研究

基于分子动力学的基本原理,构建了钛的纳米切削分子动力学仿真模型。工件原子间采用嵌入原子势EAM（Embedded atom method）,工件原子与刀具原子间采用Morse势函数,研究了在不同刃口半径和刀具前角条件下,钛纳米切削过程中工件形态、系统势能、切削力以及工件温度等的变化规律。结果表明：随着刀具刃口半径增大,加工表面粗糙度增加,切削力和工件温度降低,切屑变薄;当刀具前角由负值增加到正值,钛工件承受的压应力逐渐变为剪应力,正前角刀具更有利于切削,同时在不同的刀具前角下,切向力和法向力的大小也有显著变化。     

切削参数对碳钢微量润滑切削温度的影响

为了了解切削参数影响碳钢微量润滑切削温度的规律,通过45钢的车削实验,利用自然热电偶测温,探明在干切削、传统浇注润滑和微量润滑条件下,不同切削参数对切削温度的影响及原因。实验结果表明:MQL切削温度随切削参数增大而上升,切削速度对MQL温度影响最大,切削深度影响最小;在低切削速度时,MQL冷却效果优于传统浇注润滑,在中、高速时,MQL冷却效果比浇注润滑差;MQL冷却能力随切削速度和进给量增大而减弱,不随切削深度而变化。     

切削用量对切削力和切削振动的影响

为探究车削时切削用量对切削力和切削振动的影响,设定半精加工的切削用量范围,采用正交试验设计方法制定试验流程,在数控机床上使用硬质合金外圆车刀对45#圆钢进行切削试验,切削过程不加冷却液,并分别使用Kistler切削力测量系统和Vib Pilot M+P切削振动测量系统同时采集3个方向的切削力信号和切削振动信号,对试验数据使用方差分析(ANOVA)、贡献率计算和相关分析的方法进行处理。结果表明:背吃刀量对主切削力和进给力的影响最大,进给量对背向力和3个方向切削振动的影响最大,而切削速度对各方向切削力和切削振动的影响都最小;切削力信号的误差要远小于切削振动信号的误差。试验分析结果可以为合理设计切削用量参数,有效选择切削状态监控信号提供参考。     

刀具磨损对单晶铝纳米切削过程的影响（英文）

基于分子动力学的理论建立了单晶铝的纳米切削仿真模型,比较研究了在刀具未磨损和刀具磨损条件下对切削过程的影响。研究表明:相比于刀具未磨损,在刀具磨损的情况下,已加工表面质量有所下降,基体上出现了大量的位错等缺陷;切削力也全部有所升高,其中刃口半径磨损对切削力影响最为显著,在相同的切削条件,相比于刀具未磨损升高约为17. 78%,后刀面磨损和前刀面磨损对切削力的影响基本相同,提高了约7. 98%;刀具温度和工件的温度也都有不同程度的升高,其中,工件的温升更高。刀具刃口半径磨损对温升影响最大,达到稳定切削时,刀具的平均温度相比于刀具未磨损升高约为7. 2%。     

基于分子动力学的金属钛纳米振动切削研究

采用分子动力学模拟方法进行了金属钛的纳米振动切削和普通纳米切削的比较研究.结果表明:在相同仿真条件下,单向振动X、Y向切削力平均值仅为普通切削的1/3左右;椭圆振动切削(elliptical vibration cutting,EVC)相比单向振动切削,剪切角变大,切屑的塑性变形降低,同时主切削力以及背吃刀力值均降低;单向振动切削和EVC的切削温度呈近似正弦脉冲变化, 对比普通加工,振动切削的温度显著下降;相比于单向振动切削EVC的工件平均切削温度略高.     

切削参数对加工表面完整性的影响

应用数值模拟,分析了切削速度、进给量和切深对表面应力、切削温度、切削力的分布以及变化规律的影响,对研究加工表面完整性、提高加工表面质量具有一定的参考应用价值。     

刀具几何参数对金属钛纳米切削影响的分子动力学研究（英文）

基于分子动力学的基本原理,构建了钛的纳米切削分子动力学仿真模型。工件原子间采用嵌入原子势EAM(Embedded atom method),工件原子与刀具原子间采用Morse势函数,研究了在不同刃口半径和刀具前角条件下,钛纳米切削过程中工件形态、系统势能、切削力以及工件温度等的变化规律。结果表明:随着刀具刃口半径增大,加工表面粗糙度增加,切削力和工件温度降低,切屑变薄;当刀具前角由负值增加到正值,钛工件承受的压应力逐渐变为剪应力,正前角刀具更有利于切削,同时在不同的刀具前角下,切向力和法向力的大小也有显著变化。     

切削参数对纯铁车削表面粗糙度的影响

为提高纯铁材料精加工时的表面质量,在相同冷却润滑方式下进行不同切削参数条件下的切削试验,分析不同切削工艺参数对已加工纯铁表面质量的影响规律。结果表明:不同切削参数造成的切削温度变化是影响粗糙度的主要因素,而进给量以及切削深度对加工表面的最大轮廓高度产生了较大影响。试验结果对纯铁精加工采用合适的切削参数以提高表面质量具有重要意义。     

不同切削条件对带锯条横向振动位移的影响

利用MJ3210A型跑车带锯机锯切,针对普通杠杆压坨式自动张紧系统,根据L25正交试验法设计试验,以锯轮主轴转速、压坨重力、上下锯卡距离、树种、进料速度为主要因素,对完好带锯条锯切木材的横向振动位移信号进行采集测量,并对试验数据进行分析,发现影响带锯条横向振动位移因素的主次顺序为带锯轮转速>树种>进料速度>压坨重力>锯卡距离,各因素的影响规律均不是单调的,存在着一定的合理范围。通过对数据分析,得出使带锯条横向振动位移最小的优化组合切削方案为A₂B₄C₄E₁,即带锯轮主轴转速760 r/min,压坨重力95 N,锯卡距离600 mm,进料速度12 m/min,此时带锯条横向振动位移为1.239 mm。     

基于分子动力学的金属钛纳米切削过程研究

本文采用基于分子动力学的仿真方法建立了金属钛纳米切削分子动力学模型,选择了有代表性的切削条件,通过仿真得到瞬间原子位置图像并对切削过程中材料去除现象、加工表面形成过程、系统势能和工件温度等的变化进行了分析。发现在金属钛的纳米切削过程中切屑和加工表面是由于晶格能的释放和位错的不断延伸扩展形成的。已加工表面原子的弹性恢复和晶格重构能够减缓总势能和温度不断增加的趋势,并使其伴随有微小波动。     

刀具磨损对PCBN刀具切削过程的影响

本文研究了ＰＣＢＮ刀具切削淬硬高速钢的刀具磨损形态、耐磨性能、考察了ＰＣＢＮ刀具的“自锐”行为及其对刀具切削机理和加工表面粗糙度的影响，并分析了ＰＣＢＮ刀具的破损问题，ＰＣＢＮ刀具在较低的速度下切削淬硬高速钢时有副切屑形成，本文认为副切屑的形成和消失与积屑瘤无关而与切屑温度有关。     

切削参数对P20模具钢的表面粗糙度影响

该研究利用TiN、TiAlN、TiN/Al2 O3/TiCN等三种刀具对P20预硬型模具钢进行铣削实验,探讨不同刀具在各种铣削工艺参数时以及刀具磨损对工件表面粗糙度的影响。结果表明：用涂层刀具高速切削P20模具钢,工件表面粗糙度随着切削速度的增加而显著下降;刀具的进给量存在一个临界值,当进给量f大于此临界值时,表面粗糙度会随着进给量的增加而急剧上升;在中、高速度切削P20钢时,对表面粗糙度影响最大的是进给量f,其次是进给速度ν,刀具的切削深度ap 的影响最小;涂层刀具在正常磨损范围内,工件表面的粗糙度Ra随着刀具磨损量VB值的变化幅度很小。     

铣削大理石切削参数对PCD刀具磨损的影响

目的探索PCD刀具磨损机理,以延长刀具使用寿命。方法设计正交试验,研究不同加工参数切削大理石对刀具磨损的影响情况。分析主轴转速、进给速度与切削深度对PCD刀具磨损量的影响规律,以优化切削参数来减小刀具磨损量。根据经验公式,建立单位时间刀具磨损量和固定行程磨损量模型。通过对试验过程刀具振动情况记录,结合刀具实际磨损情况,给出了刀具磨损等级。结果主轴转速的提高可以减少刀具磨损量,进给速度的增大会加剧刀具磨损,而切削深度小于1 mm时,其对刀具磨损量的影响很小,但切削深度大于1 mm时,继续增大切削深度会使刀具快速磨损。利用预测模型能够很好地对刀具磨损情况进行预判,根据磨损等级,得出刀具与机床发生共振时磨损最为严重,在刀具表面产生了明显的犁沟、磨损以及金刚石颗粒脱落。结论在实际加工中,通过提高主轴转速、降低进给速度以及减小切削深度有助于增强刀具的耐用度,避开共振切削参数可以有效降低刀具磨损,主轴转速、进给速度、切削深度分别为12000r/min、500 mm/min、0.5 mm时的切削效果较佳,有最小的刀具磨损量。     

切削参数对碳纤维复合材料制孔质量的影响

高效、高质量的制孔是航空航天用碳纤维复合材料机械加工的基本要求。本文采用直径为3 mm的纳米金刚石涂层硬质合金钻头钻削T300碳纤维复合材料,研究切削参数(切削速度v=20,40,60,100,150 m/min;进给量f=0.01,0.018,0.03,0.045,0.06mm/r)对轴向力和制孔质量的影响规律。结果表明,轴向力随着进给量的增大而增大,随着切削速度的增大而减小,并建立轴向力Fz与切削速度v和进给量f之间的关系式:F_z=117.5·v~(-0.151)·f~(0.224)。在不同的切削参数下,孔入口处均未出现撕裂和毛刺,表现出良好的加工质量。随着进给量的增大,孔出口区质量在低速条件下由分层和撕裂变为毛刺,在高速条件下没有毛刺,出口区完整。总之,在高速和高进给条件下可以获得相对较好的制孔质量。     

单晶锗纳米切削温度场分布及各项异性对切削温度的影响研究

为深入理解单晶锗纳米切削特性,提高纳米锗器件光学表面质量,首次采用三维分子动力学(MD)的方法研究了单晶锗纳米切削过程中工件原子的温度分布情况,研究了晶体的各向异性(100), (110), (111)晶面对切削温度的影响及切削温度对切削力的影响。结果表明,在切削过程中最高切削温度分布在切屑当中,达到了460K。刀具的后刀面与已加工表面之间的区域也有较高的温度,在400K以上。在三个不同的晶面中,(111)晶面的切削温度最高,其根本原因是由于不同晶面间的原子空间结构不同,(111)晶面的原子密度最大即为单晶锗的密排面,释放出的能量最多。切削温度对切削力也有影响,切削温度越高,工件中原子受到的切削力越小。     

工艺参数对振动铸轧熔池的影响

为了探究双辊薄带振动铸轧技术中,艺参数对振动铸轧熔池流场和温度场的影响,采用有限元软件构建了双辊薄带振动铸轧熔池仿真模型。基于该模型,研究铜带厚度、铝板出口厚度和铸轧速度对熔池流场和温度场的影响,并通过轧辊急停获得双辊薄带振动铸轧熔池切片,验证了该模型的准确性。结果表明：铜带厚度、铝板出口厚度和铸轧速度对熔池流场的影响与轧辊振动相位有关,工艺参数与轧辊振动共同改变熔池流场。工艺参数变化对熔池上部温度场影响较小,对熔池下部尤其是熔池底部温度场影响较大。     

工艺参数对振动攻丝扭矩的影响

结合试验结果，分析了在结构钢和合金钢的振动攻丝过程中，基本工艺参数对攻丝扭矩的影响，得出了不同参数对扭矩的影响规律，对于优化工艺参数、减小攻丝扭矩、改善攻丝效果具有一定的借鉴意义。