导电加热切削技术

<正> 一、导电加热切削装置与工作原理加热切削(Hot-machining)是指一方面对被切削材料加热,一方面进行切削加工的方法,也有人称之了高温切削或热辅助加工。如图1所示,通过提高被加工材料的温度,使其与刀具材料间的相对强度差增大,利用这一效应可使切削变得更为容易。     

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切削温度是影响切削加工过程中刀具状况和工件表面质量的重要物理量,但切削温度信号的获取与处理存在一些实际问题。针对切削温度测量中的自然热电偶法、人工热电偶法以及红外热图像法,介绍了热电偶的固定、从旋转体上引出测量信号、自然热电偶的标定、工件和刀具表面发射率的标定,以及应用红外热像仪进行测温时切削实验的设计等一些实践做法。实践证明,开槽嵌夹绞丝热电偶方法的测量结果比较可靠;采用集流器引出旋转体热电势信号时所产生的摩擦附加电势可被定量测定并可将其从测温信号中减除;应用红外热像仪测量切削温度时应标定被测材料在各温度段的表面发射率并量化标定环境的影响。     

导电加热切削最佳加热电流的实验研究

在导电加热切削过程中,如何保证以最佳的加热电流或温度进行切削是提高导电加热切削效果的关键问题。对 导电加热切削最佳加热电流进行了分析和实验研究,为导电加热切削技术的实际应用提供了有益的参考。     

导电加热切削技术

一、导电加热切削装置与工作原理加热切削(Hot-machining)是指一方面对被切削材料加热,一方面进行切削加工的方法,也有人称之了高温切削或热辅助加工。如图1所示,通过提高被加工材料的温度,使其与刀具材料间的相对强度差增大,利用这一效应可使切削变得更为容易。     

旋转加热辊温度测量电路设计

针对工业用旋转加热辊温度测量系统存在精度低、可靠性差、系统复杂等问题,给出了一种针对旋转加热辊温度测量电路的设计方法。该方法首先对加热辊温度测量的原理进行了分析;然后设计了基于DSP和PWM技术的温度测量方案,测温电路被制作成圆环形PCB,直接安装在加热辊转轴上,随辊体一起旋转,实时采集温度信号,再利用温度信号和PWM信号占空比呈线性关系,通过PWM信号的占空比即可反知温度大小,整套电路均通过DSP控制;最后给出了关键的信号调理电路,并通过实验证明了该方案的正确性和可行性。研究结果表明,该设计方案能满足工业用旋转加热辊温度测量对高精度、高可靠性的需求,有利于提高测温性能,具有一定的实用参考价值。     

采用红外热像仪的自回转车刀切削温度的实验研究

切削温度是造成刀具磨损的主要因素,对加工质量和生产效率具有重要影响。在同样的切削条件下,采用红外热像仪分别测量了自回转车刀与普通硬质合金刀具的切削温度。实验结果表明自回转车刀在切削加工过程中产生的切削温度,明显低于普通硬质合金刀具产生的切削温度。对自回转车刀的研究和实际应用具有重要意义。     

导电加热切削有限元仿真及试验研究

正交回归试验建立的导电加热切削加热电阻经验公式表明,加热电流对加热电阻的影响最大。利用加热电阻经验公式进行了有限元分析,归纳出加热电阻焦耳热产生温升的经验公式。结合三维切削模型和Umbrello本构方程,对导电加热切削的切削力和温度场进行了三维有限元仿真及试验验证。加热电流I≥160A时可以得到较小的切削力;切削变形区的切屑处温度最高;最佳切削温度对应的最佳加热电流为168～190A。     

基于ABAQUS的导电切削GCr15切削温度研究

为了研究GCr15钢在导电加热条件下的切削温度,利用ABAQUS软件对GCr15钢的导电加热切削过程进行有限元仿真,建立有限元模型,研究了加热电阻通以加热电流产生的焦耳热、工件在外力作用下的弹塑性变形产热以及刀—屑摩擦产热引起工件材料的温升变化;利用有限元仿真模型分别对刀具前角、切削速度及切削深度进行单因素试验,研究三者对切削温度的影响。结果表明:当刀具前角增加时,刀具前角与切削温度呈负相关;当切削速度和切削深度分别增加时,两者均与切削温度呈正相关。     

面向硬切削的切削区域温度场解析建模及实验研究

<正>硬切削加工过程中,切削温度及分布是影响刀具使用寿命和加工质量的关键因素之一,其中切削区域温度及分布的精确测量与预测一直是切削加工机理研究的热点和难题,主要问题是现有的温度测量方法很难实现对切削区域温度分布的原位(在接近切削作用区域)测量,其温度测量结果的时间和空间分辨率难以满足要求,因此切削区域温度预测模型的有效性和准确性难以得到验证。论文针对上述难题,在深入分析切削加工过程中材料塑性变形区复杂热力耦合效应的基础上,考虑了第二变形区切屑材     

导电加热切削最佳加热电流的确定及其控制

在导电加热切削过程中，如何保证以最佳的加热温度进行切削是提高导电加热切削效果的关键问题。本文从刀具耐用度，加工表面粗糙度等方面研究了导电加热切削的最佳加热电流，以高频ＩＧＢＴ逆变开关电源进行试验，设计了导电加热切削加热电流控制系统，并进行了温度控制试验。     

导电加热切削最佳加热电流的确定及其控制

在导电加热切削过程中，如何保证以最佳的加热温度进行切削是提高导电加热切削效果的关键问题．本文从刀具耐用度、加工表面粗糙度等方面研究了导电加热切削的最佳加热电流，以高频ＩＧＢＴ逆变开关电源进行试验，设计了导电加热切削加热电流控制系统，并进行了温度控制试验。     

利用导电加热切削抑制积屑瘤和鳞刺的研究

通过导电加热的温度补偿，导电加热切削能有效抑制金属切削表面的积屑瘤和鳞刺。刀－工接触区的温升与加热电流密切相关，存在一个与最佳切削温度相适应的最佳加热电流值范围。     

导电加热切削最佳加热电流的确定

对导电加热切削的最佳温度及最佳加热电流进行了分析，在用 耐用度确定最佳加热电流方法基础上，提出一种基于最佳切削温度守恒定以确定最佳加热电流的新方法，该方法可迅速确定不同切削条件下的最佳加热电流，为导电加热切削过程提供了优化控制依据。     

国外机械简讯

高頻电热切削在金属切削过程中,对零件进行加热切削可以减少金属零件的机械强度而提高刀具耐用度。美国武裝力量中心試驗室对加热切削进行了研究,并在Cincinnati公司的实际生产中車削了經高頻加热的零件的外圓,获得了初步成效。当然,也可采用其他方法来加热零件(例如用火焰加热),但不及高頻电热法的质量高。試驗表明,对切削加工而言,最佳的加热温度为500～     

光纤型红外测温仪消除辐射率对测温结果影响的研究

在机械加工中测量切削温度有多种方法,其中红外辐射测温法是通过测量出物体的辐射能来计算得出物体的温度方法,这种测量方法需要知道被测量物体的辐射率。在机械加工中,很难获得工件材料和刀具材料的准确辐射率,所以在测量切削温度的过程中如何避免辐射率对测温结果的影响很重要。文中利用光纤型红外测温仪,通过比值处理In As和In Sb的辐射能的方法巧妙滤掉了辐射率的影响,并基于新型标定装置最终处理得出了红外光纤测温仪的电势-温度关系曲线。     

金属切削温度测量方法研究

金属切削温度的测量在整个金属切削工艺中承担着举足轻重的作用。本文综述了金属切削温度测量的各种方法以及优缺点,同时详细介绍了测量温度的各种方法在操作时所需要的适宜环境。     

金属切削加工瞬态温度测量研究综述

金属切削过程中产生大量的切削热,导致切削温度不断变化。切削温度对切削加工有重要影响,其测量研究对切削过程有重要意义,但受测量元件响应时间以及切削条件的限制,切削过程中瞬态温度的准确获取一直是该领域的难题。本文综述了目前应用于瞬态切削温度测量的几种方法,指出了其基本原理、优缺点以及适用范围,并对瞬态温度测温方法的发展趋势进行了深入分析。     

高速正交切削SiCp/Al复合材料切削温度仿真研究

使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应力值较高;SiC颗粒的温度较Al基体的温度低;第一变形区发现一条沿着剪切角方向非常明显的温升带。在稳定切削阶段,与刀尖接触位置的工件温度较高,且应力集中现象总是发生在SiC颗粒上。随着切削深度和切削深度的增加,切削过程中工件的最高温度均随之增加;随着刀具前角和后角的增大,切削过程中工件的最高温度均随之降低。     

温度测量对产品质量的影响

许多产品在进行热加工时（如正火、回火、淬火和时效等）,加热温度的高低对产品质量的影响是十分显著的,当加热温度偏离了工艺给定范围时,会造成产品的返修甚至报废,因此需要工艺人员制订出完善的热加工工艺。同时研究温度测量系统,保证温度测量的准确性，才能有效地防止质量问题的发生，从而保证产品质量。在实际生产中，当工艺规程给定了加热温度时，如何保证加热温度的准确性是现场施工人员必须考虑的问题。     

加热切削中最佳温度及其控制的研究

一、前言加热切削尤其是激光加热是近年来出现的一种新型加工方式,为金属材料,特别是难加工材料的切削加工,开辟了一条新的途径。在这种新的具有重要实用价值的加工方式中,一个最关键最本质的问题是加热到一个什么最佳温度使金属材料具有最佳的可切削性,充分显示加热切削的优越性。我们在这方面不断进行了研究,探讨了金属属性、金相组织及结构,金属可切削性与温度这三者之间的关系。特别是通过金属材料超塑性变形的机理,进一步认识了温度对提高全