PCBN高速切削25CrMo4过程的切削温度研究

为获得25CrMo4淬火钢的最优切削参数,应用Deform-3D软件建立三维有限元模型并对切削过程进行仿真,获得了不同切削速度、背吃刀量和进给量下切削温度的变化规律,通过对模拟结果评估获得了最佳切削参数。在最佳切削参数下进行切削实验,结果发现:随着切削速度、进给量和切削深度的增加切削温度都呈上升趋势;不同切削速度下的切削温度实验与模拟值非常吻合,这表明在实验切削速度范围内切削温度是优化切削参数的最主要物理量。     

高效铣削刀-屑摩擦参数与界面温度分析

金属材料切屑成形过程中刀具前刀面与切屑之间的摩擦特征参数和切削温度是决定刀具磨损、动态切削力特性以及加工稳定性的关键表征量。通过切削物理试验与力学解析复合方法对马氏体不锈钢在立铣加工过程中,不同切削用量下的刀-屑摩擦特征参数进行定量计算分析,又基于物理切削试验测量值迭代标定的斜角切削平均温度高精度解析计算方法对刀-屑界面切削温度进行定量计算分析。研究表明:在切削速度30～90 m/min、每齿进给量0. 1～0. 15 mm/齿范围,切削速度的增加对剪切角和切屑滑动速度影响显著,对切削温度的影响也较为显著;经过试验值迭代修正的M C Shaw剪切模型能够实现斜角切削平均温度的有效解析求解,求解精度满足工程实际需要。     

金刚石涂敷刀具在切削过程中的温度测量

本文采用新的测量技术可测定切削时金刚石涂敷刀具前倾面的精确温度分布。该技术可望在确定金刚石涂敷表面热负荷以获得最优切削参数和减少其磨损率、提高经济效益方面发挥作用。此外，它还可用于确定不同涂敷刀具对不同工件的切削加工性能。     

切削制备纳米材料过程的应变与温度预测

大应变切削是制备纳米材料的一种新方法.切削过程中的应变和温度是影响晶粒细化程度的两个重要参数.在DEFORM软件环境下,建立铝合金6061切削过程的有限元模型,通过切削过程的有限元仿真,研究刀具的切削角度、切削用量对大应变切削过程中的材料应变、切削温度的影响规律.研究表明:影响剪切应变的主要因素是刀具前角,前角越小,对应的剪切应变越大;大应变主要集中在剪切区域,即第一变形区;影响切削温度的主要因素是切削速度,在切削速度较低时,切削温度上升速度缓慢,将切削速度由目前20 mm/s提高到100 mm/s,仍然可以使切削温度控制在铝合金6061动态再结晶温度之下,可以大幅度提高制备纳米材料的效率.     

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。     

切削温度与切削力综合测量的虚拟仪器

介绍了综合测量切削平均温度和三向切削力并对其进行分析处理的虚拟仪器.利用PCI-1 200卡采集热电偶测温仪和电阻应变式测力仪传输的数据.利用LabVIEW平台开发.具有显示 力和温度波形曲线、热电偶标定和测力仪刻度标定、确定切削温度和切削力指数公式的能力 .提出了基于切削力和切削温度信息的切削状态判定方法.     

磨料流加工工艺中切削比能与温度的计算

本文提出了在磨料流加工(AFM)工艺中切削比能与切向切削力的计算模型.该模型由磨料流加工工艺参数构成,如磨粒大小、外压力、工件材料硬度、循环次数及有效磨粒数目.同时,本文就在磨料流加工工艺中热量流向工件与流向介质的热传导问题进行了分析,并对比了工件温度的理论计算值与实验观察值,讨论了磨料流加工工艺参数对工件温度的影响.同时,该模型还预测了流向工件与流向介质的热量百分比.     

考虑切削条件变化的刀屑摩擦系数反求方法

基于AdvantEdge FEM分析了刀屑摩擦因数对工件已加工表面残余应力仿真的影响,提出了一种利用有限元仿真实验数据建立切削力与刀具几何参数（前角、钝圆半径）、切削用量和刀屑摩擦因数之间关系的经验模型,从而通过切削力的实验值来反求刀屑摩擦因数的方法,以提高工件残余应力分布的有限元仿真精度。仿真实验结果表明,与软件默认的摩擦因数和平均库仑摩擦因数相比,用文中方法所求得的摩擦因数仿真得到的车削45钢工件的残余应力分布与实验结果更为接近。     

氟金云母陶瓷车削加工中切削温度实验研究

通过硬质合金刀具车削氟金云母陶瓷实验,研究可加工陶瓷切削温度。以特征温度表征切削温度研究氟金云母可加工陶瓷车削加工中的切削温度。结果表明,特征温度随转速的变化幅度小;随着进给速度增大,特征温度整体上是下降的,并且进给速度在0.1~0.12 mm/r间,特征温度下降幅度较大;在特征温度随着切削深度增加而增加的过程中,存在一个下降阶段,而且下降阶段结束后,特征温度增长幅度变大。同一工艺参数下随切削次数的增加,测得的特征温度升高,其原因是:每次切削中,摩擦热主导温度变化,随切削次数的增加,刀具磨损量增大,特征温度升高。由于陶瓷低导热性和脆性,切削温度振颤不明显。     

航空钛合金切削过程有限元数值模拟分析

切削加工过程模拟的实质是采用有限元方法求解非线性问题的过程。建立了钛合金构件切削有限元模型,其切屑分离准则是以材料损伤理论为基础确立的;利用已有的研究成果,构建了求解切削温度场和切削力的有限元模型;利用有限元软件ABAQUS/Explicit进行模型建立、材料输入、部件装配、局部细分网格、运动仿真等;通过对钛合金切削过程的仿真计算得到切削温度、切削力等的一般规律。结果表明:模拟结果与实际生产结果相符合。     

基于LabVIEW和单片机的切削温度数据采集系统

在切削加工过程中,切削温度是影响被加工工件的表面质量和刀具磨损的重要因素,因此对切削温度的研究有着重要意义.以人工热电偶为温度传感器,设计了热电偶的安装方法和以P87LPC768为核心,以串口为通讯方式的数据采集硬件电路,该电路对K型热电偶有冷端补偿功能.并利用LabVIEW提供的VISA接口,开发了用于实验室的切削温度实验数据采集的虚拟仪器,实现了对切削温度的在线测量和实时显示.     

铝合金高速加工过程切削温度预测研究综述

铝合金材料凭借强度高、耐磨性好、加工性能良好以及焊接性能好等优点,在航空航天和汽车等行业得到了越来越广泛的应用。由于铝合金加工过程中切削温度高,易产生热变形、刀具磨损等问题,因此准确预测铝合金高速切削过程中的切削温度至关重要。从理论上分析了铝合金切削过程中的温度分布特点,比较了二维切削和三维切削有限元仿真过程,阐述了高速切削过程中切削温度的影响因素。     

低熔化温度可切削玻璃陶瓷的成分研究

低熔点氧化物Li2O和ZnO使SiO2-Al2O3-MgO—K2O-B2O3-Li2O-ZnO-F系的熔化温度和析晶温度大大降低。ZnO还有扩大玻璃形成区的作用，使较高Li2O含量的玻璃可以获得透明。通过优选SiO2，Al2O3和MgO的成分，得到的玻璃陶瓷中除有足够数量的互相搭接良好的云母晶体外，还可以获得堇青石的晶体，它们分布在的云母晶体之间，使玻璃相减少。从而减小了晶体间的平均自由程，提高了可切削玻璃陶瓷的强度。     

纳米切削初始温度对单晶铜微观结构的影响

纳米切削会造成工件的内部微观缺陷,这种缺陷会引起残余应力的变化进而影响工件的表面质量,而这种缺陷结构与切削层初始温度有密切联系。为降低工件纳米切削加工制造中的缺陷,采用分子动力学的方法,构建了含有切削层的单晶铜纳米切削模型。首先,通过分析工件结构体积及微观缺陷的变化确定了切削层的适用初始温度;其次,分析了切削层初始温度对切削力的影响,并在不同初始温度和切削力作用下对单晶铜位错和晶格等微观结构的变化进行了分析;最后,通过实验对仿真结果进行了间接验证。结果表明：单晶铜切削层初始温度的可选范围为293~400 K;在此范围内,随着切削层初始温度的升高,切削力大小变化显著,但波动平稳,晶格结构的转变速度也随之增快;当切削层初始温度设为360~390 K范围内时,单晶铜工件的表层微观缺陷相对较少,由此可预测单晶铜工件在此初始温度范围内加工得到的表面质量较高。     

利用形状记忆合金的切削刀夹

日本关西大学工学院的北风嶋弘一教授新近开发成功了一种利用NiTi形状记忆合金材料制作的切削加工用刀夹，它是把NiTi合金包覆于碳素钢上的双重圆筒形的结构。将该刀夹冷却到-10℃之后即可将切削刀具插入其中，然后回复到常温时刀具即被牢固地固定在刀夹中。     

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。     

钻孔过程中切削温度对CFRP亚表面的影响

研究了碳纤维增强聚合物(CFRP)/Ti叠层构件钻孔时切削温度对钻孔质量的影响,分析了有无钛合金支撑层制孔时CFRP的切削力、切削热、孔壁表面和亚表面质量,并提出了亚表面损伤评价方法。结果表明,钻孔时钛合金支撑层对CFRP切削力及表面质量的影响较小,但对切削温度和亚表面质量影响显著。刀具同时加工钛合金和CFRP时会产生大量切削热,导致CFRP孔出口处温度大幅升高,高温导致CFRP树脂基体的刚度和粘结性能下降,使得CFRP孔出口附近纤维层上出现了严重的亚表面损伤。同时,采用提出的亚表面损伤评价方法对亚表面损伤进行评价,发现靠近出口处的纤维层亚表面损伤最为严重。在远离出口平面的方向上,亚表面损伤程度逐渐降低。因此,CFRP/Ti叠层构件钻孔过程中切削温度显著影响CFRP孔的亚表面质量,且亚表面的损伤程度是评价CFRP加工质量的重要因素。     

刀具微织构形貌对骨切削温度的预报模型研究

仿生摩擦学的相关研究表明,高性能的表面微织构可以实现良好的减摩抗磨性能。利用ABAQUS软件对微织构刀具骨切削过程进行了二维有限元分析,针对刀具前刀面微织构的各种形貌变化进行仿真切削,对比分析骨切削过程中第三变形区的温度变化。仿真实验表明:刀具微织构的不同形貌与几何参数会引起骨切削中第三变形区温度的不同幅值的变化,切削温度随微织构间距与深度的增大而增大,随着宽度的增大而减小,并且受宽度的影响最大。     

切削温度经验公式的求法（正交分析）

本文介绍了“切削温度测量”实验的正交设计法。对正交实验的方法、步骤、参数的选择，实验数据的处理和实验结果的分析进行了详细的阐述，并给出了计算机数据处理程序。