PCBN刀具切削中锯齿形切屑形态的动态切削力识别

精密硬态切削过程锯齿形切屑对动态切削力、切削温度波动、PCBN刀具寿命和已加工表面质量有重要作用。本文依据锯齿形切屑锯齿的形成和终了过程可以在动态切削力高频信号中体现出来的特征，采用小波分析硬态切削力的高频信号，分析结果表明不同形态的锯齿形切屑形态对应不同的切削力高频信号。从切削力高频信号的切削速度、进给量、采样频率和时间可以定性描述锯齿形切屑形态和剪切失稳的特征参数。依据Shaw建立的锯齿形生成频率模型。在精密硬态切削条件下，锯齿形切屑的生成频率要远小于切削力高频信号的频率，高速切削条件下两者频率逐渐趋于相等。实验及分析结果表明可以采用动态切削力的小波分析来判别锯齿形切屑的基本特征。     

航空铝合金7075-T651高速铣削锯齿形切屑的形成机理研究

目的分析航空铝合金高速铣削锯齿形切屑的形成过程及机理,为提高工件表面质量、延长刀具使用寿命提供理论依据。方法考虑航空铝合金在高速铣削过程中铣削厚度变化的特点,选用合理的本构模型及材料断裂准则,将三维铣削简化为二维变厚度的正交切削热力耦合有限元模型,对锯齿形切屑的形成过程进行有限元模拟,并经铣削试验验证有限元模型的准确性。结果在2～16 m/s的切削速度范围内,铣削力、切削温度、锯齿形切屑形貌均得到了准确的仿真。随着切削速度的增加,切屑厚度、切屑连续部分高度和剪切带间距都有减小的趋势,相反,剪切角随切削速度的增加而增大。切削速度为16m/s时,锯齿形切屑在切屑厚度较大的一侧出现,并随着切屑厚度减小而逐渐消失,变为均匀带状切屑,准确仿真了切削厚度变化下锯齿形切屑形貌。结论提出考虑剪切带宽度变化的三阶段锯齿形切屑形成模型,通过剪切带内外的应变、应变率和温度的变化分析了绝热剪切过程,并使用分割强度比参数量化锯齿形切屑应变程度,控制锯齿形切屑形态。     

高速切削Ti6Al4V锯齿形切屑形成的表征

深入研究锯齿形切屑的形成过程及表征有利于工业生产中的切屑控制。用锯齿频率、锯齿化程度及绝热剪切带间距来对锯齿形切屑进行表征。鉴于Ti6Al4V在加工过程中易于形成锯齿形切屑,因此选择Ti6Al4V作为工件材料,通过高速切削Ti6Al4V实验,收集不同切削速度和每齿进给量下的锯齿形切屑;将获得的锯齿形切屑进行抛磨及腐蚀后,在VHX-600 ESO数码显微镜下观察切屑形貌,计算不同切削条件下锯齿频率、锯齿化程度及绝热剪切带间距。结果表明:随着切削速度的提高,锯齿频率及锯齿化程度增大,绝热剪切带间距减小;随着每齿进给量的增大,锯齿频率减小,锯齿化程度及绝热剪切带间距增大。锯齿化程度可以作为普通切削、高速切削及超高速切削的判据。     

切削速度对锯齿形切屑形成的影响规律

为研究TC4切削加工过程中切削速度对锯齿形切屑破坏程度的影响,对TC4进行单因素切削试验，分析TC4的动态行为，并进行有限元仿真，进一步探究锯齿形切屑影响因素以及切屑与切削速度之间的联系。结果表明：在TC4切削过程中，随着切削速度的提高，切屑的锯齿状越来越明显；通过数值计算得出，TC4的能量势垒随着切削速度增大而降低，而绝热剪切带内部应力、应变随着切削速度提高而增大，切削速度越高越容易形成锯齿形切屑。     

Ti-6Al-4V钛合金高速切削锯齿化灵敏度仿真分析

为了研究高速切削Ti-6Al-4V钛合金时锯齿形切屑的形成过程,基于ABAQUS有限元分析软件建立了Ti-6Al-4V钛合金高速正交切削过程的有限元模型,应用Johnson-Cook材料本构模型和剪切损伤准则,对高速切削钛合金过程中锯齿形切屑的形态进行了模拟,并通过对比实验结果验证了模型的有效性。提出了锯齿化灵敏度分析方法,分析了切削工艺参数对切屑锯齿化程度的影响大小。研究结果表明,Ti-6Al-4V钛合金高速切削过程中切削速度对切屑锯齿化程度影响最大,刀具前角的影响次之,切削深度的影响最小,该研究有助于深入理解钛合金高速切削切屑形成机理。     

锯齿形切屑绝热剪切塑性变形

通过正交切削实验获得不同切削速度下的切屑,在扫描电镜下测量不同切削速度下切屑的微观几何形态与仿真结果进行比较。结果表明,仿真模型较好模拟了切屑的微观几何形态。对钛合金切削加工过程中的锯齿形切屑形成过程进行了仿真,分析了锯齿形切屑形成过程中等效应力、等效应变、等效应变率的分布变化规律。     

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。     

基于ABAQUS的锯齿形切屑形成机理分析与实验研究

锯齿形切屑的形成会导致机床振动,使刀具的切削性能下降,降低工件的加工质量,因此需要对其形成机理进行分析,合理优化切削参数,减少锯齿形切屑的形成机率。本文利用ABAQUS软件对钛合金的加工过程进行仿真分析,模拟锯齿形切屑的形成机理,并在不同切削条件下进行仿真和实验研究,讨论切削参数对切屑锯齿化程度的影响。结果表明,随着切削速度和进给量的增加,切屑的锯齿化程度逐渐增大,随着刀具前角的增大,切屑的锯齿化程度逐渐减小。研究结果对提高工件加工质量以及设计工艺参数有一定指导作用。     

高速粗铣削加工淬硬钢时刀具路径方案的选择

主要是研究在高速粗铣削加工淬硬钢AISIH13时,为了获得高的金属切削量,采用高轴向切削深度(10mm≤轴向切削深度≤20mm)的可能性.研究结果表明,在高轴向切削深度情况下,选择往复行切刀具路径方案最为有利,从而使刀具寿命长、金属切削量大、切削加工时间短、金属体积去除率高.     

高速切削Inconel718绝热剪切带微观特征研究

镍基高温合金Inconel718是多组元复杂合金,在高速切削过程中,切削变形复杂,切削温度高,使得刀具磨损十分严重。因此,通过切削实验获取切屑根进行观察分析,同时结合切削仿真深入研究锯齿形切屑的形成过程中绝热剪切带的微观特征。结果表明:绝热剪切带以两种形式存在,形变带(应变高度集中)和转变带(有高温转变痕迹)。形变带是材料热塑性剪切失稳后形成的一条窄带(其中也有少量动态再结晶),转变带则是发生了组织转变以及动态再结晶形成的。在切削过程中,绝热剪切带上受到大应力、应变的作用,剪切带上的空洞聚合最终导致微裂纹的产生。