超声辅助金刚石飞切纳米氧化锆陶瓷表面粗糙度研究

为解决硬脆材料超精密加工难题,提出将超声加工与金刚石飞切相结合的方法,对纳米氧化锆陶瓷超声辅助金刚石飞切超精密加工展开研究,首先从理论上,分别对普通金刚石飞切与超声辅助金刚石飞切的加工特点进行分析,建立了2种情况下的理论粗糙度数学模型,分析了各种加工因素对其加工表面粗糙度的影响规律,之后进行对比正交试验,分别分析了主轴转速,进给量以及背吃刀量等加工参数对纳米氧化锆陶瓷已加工表面粗糙度的影响规律,试验结果表明,超声辅助金刚石飞切技术适合于纳米氧化锆陶瓷等硬脆材料的精密超精密加工。     

ZrO_2陶瓷激光加热辅助切削加工技术

为了解决高强度、高脆性氧化锆(ZrO2)陶瓷材料加工困题的问题,对激光加热辅助切削(Laser-assisted machining,LAM)ZrO2陶瓷加工技术进行了研究。建立了热传递的三维模型,并采用ANSYS软件进行了温度场有限元仿真。搭建了切削试验系统并进行了加工试验。试验采用Nd:YAG激光器进行连续加热,红外线测温仪测量表面温度,压电式测力仪在线测量切削力,并对切屑形状、刀具磨损状态和加工质量做了研究。结果表明:相对传统切削加工技术,LAM加工技术能够有效地减小切削力,减缓刀具磨损和改善加工表面质量。     

超声振动辅助划擦高体分铝基碳化硅的刀具磨损特性

为研究高体分SiCp/Al复合材料旋转超声加工中金刚石刀具的磨损规律,制备了圆锥形单颗金刚石工具,分别进行了单颗金刚石普通磨损试验和超声振动辅助磨损试验,通过对比分析两种试验结果,得出超声振动对金刚石刀具磨削高体分SiCp/Al复合材料时磨粒磨损规律的影响。试验结果表明:普通磨损试验中金刚石磨粒的磨损形式主要为宏观崩裂和磨耗磨损,而超声振动辅助磨损试验中金刚石磨粒的磨损形式主要为微小破碎和磨耗磨损。超声振动作用能显著降低试验过程中的切削力,减小摩擦因数,缓解金刚石磨粒与材料的黏附作用。金刚石磨粒在轴向上叠加了超声频的振动速度,其切入材料的合成速度增大,使金刚石磨粒内部尺寸较小的裂纹更易扩展,磨粒所受切削力方向不断发生改变,因此不易形成较大的宏观崩裂,金刚石磨粒的使用寿命得到延长。     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件，即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持，对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时，金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度，进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志，因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

水射流辅助岩石切削

综述了国内外有关水射流辅助岩石切削的研究成果，包括水射流辅助岩石切削对切削力和刀具磨损的影响，影响水射流辅助岩石切创效果的因素．最后对水射流辅助切削在石材加工中的应用可行性进行了分析．     

碳纤维复合材料切削加工技术研究进展

碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced composite,CFRP)具有独特的轻质、高强、高硬、耐高温等特性,广泛应用于航空航天领域.然而,随着CFRP由次承力结构件转为主承力结构件,其切削加工问题日益凸显.文中阐述了CFRP切屑形成机制、切削力、切削热、刀具磨损和加工缺陷研究现状,总结了钻削、铣削时的加工参数和刀具参数对切削力、切削热和刀具磨损的影响.剖析了CFRP加工过程中分层、撕裂和毛刺缺陷产生的原因和影响因素,介绍了刀具材料和结构的研究进展.并综述了螺旋铣孔、超声振动辅助加工、以磨代钻制孔等CFRP加工的新工艺特点及应用,同时指出了CFRP切削加工有待进一步解决的问题.     

高温钛合金BTi6431S超声振动车削实验研究

钛合金是一种典型的难切削材料,加工过程中摩擦力大、温度高、刀具磨损严重,导致其切削成本较高。超声振动切削可以减少切削力、提高加工质量。将椭圆超声振动切削技术用于近α型高温钛合金BTi6431S的车削过程中,对切屑形貌、切削力和刀具磨损进行了实验研究。结果表明:椭圆超声振动的切屑长度变短,缠绕程度变大,微观形貌显示在较低的切削速度下其锯齿化程度低于传统切削。椭圆超声振动的切削力明显小于传统切削,随着切削速度的增加,其切削力逐渐接近传统切削时的切削力。椭圆超声振动在切削速度较低时可以有效提高刀具寿命,随着切削速度的增加,刀具磨损加剧。     

PDC刀具切削花岗岩的过程研究

采用新型刀具ＰＤＣ（聚晶金刚石复合片）切削花岗岩，观察花岗岩的切削破碎过程和ＰＤＣ刀具的磨损过程、形貌及切削力的变化．研究结果表明：ＰＤＣ刀具切削花岗岩的过程即为岩石破碎的循环过程，当切削深度较小时，岩石的矿物特性对破碎过程的裂纹扩展起着主导作用；采用浸水切削方式，能有效地降低花岗岩切削过程的切削力；ＰＤＣ刀具的磨损机理主要是机械作用引起聚晶金刚石层微裂纹产生并扩展而导致的金刚石颗粒的微观解理破碎．研究结果为优化花岗岩的切削条件、合理设计切削花岗岩的ＰＤＣ刀具及合理使用低压水射须辅助切削技术提供了理论依据。     

激光加热辅助切削技术及研究进展

激光加热辅助切削技术将激光作为热源来提高切削区的温度,达到降低切削力、延长刀具寿命、提高表面质量及加工效率的目的.介绍了激光加热辅助切削技术的特点、加工方式及加工机理,从仿真研究与试验研究两方面,对激光加热辅助切削技术的研究现状进行了分析和总结,讨论了其研究的发展方向.     

基于ABAQUS的超声椭圆振动车削钛合金TC4数值分析

钛合金TC4在加工过程中会出现工件变形及黏结等问题,因此加工难度较大。利用ABAQUS软件创建仿真模型,对比了超声椭圆振动车削和常规切削对钛合金TC4力学特点的影响,并对比分析了超声椭圆振动车削钛合金TC4的切削速度、切向幅值、频率和切削深度对切削力的影响。结果表明,超声椭圆振动切削平均切削力随着切削深度及切削速度的增加而增加;随着切向幅值及振动频率的增加而减小;与常规切削相比,超声椭圆振动切削能够明显降低切削力,改善表面加工质量,提高加工效率。     

等离子切割在热切割中的地位

介绍了热切割法的种类、应用状况以及等离子切割技术的新进展,比较分析了３种热切割法的切割效率、切割质量、切割成本．在切割质量相同的前提下,从切割效率和切割成本来看,碳钢厚度为３０～５０ｍｍ以下时,用等离子切割合适,在此厚度以上时,气割合适．     

Chip-ejection interference in cutting processes of modern cutting tools

Based on the “principle of minimum energy”, the basic characteristics of non-free cutting are studied; the phenomenon and the nature of chip-ejection interference commonly existing in the cutting process of modem cutting tools are explored. A "synthesis method of elementary cutting tools" is suggested for modeling the cutting process of modem complex cutting tools. The general equation governing the chip-ejection motion is deduced. Real examples of non-free cutting are analyzed and the theoretically predicted results are supported by the experimental data or facts. The sufficient and necessary conditions for eliminating chip-ejection interference and for realizing free cutting are given; the idea and the technical approach of "the principle of free cutting" are also discussed, and a feasible way for improving or optimizing the cutting performance of modem cutting tools is, therefore, found.     

刀具前后角对切削力和切削温度的影响

为研究刀具前、后角的变化对45号钢的正交切削性能的影响,应用有限元方法模拟了切削过程,分析了不同的刀具前、后角分别对切削力和切削温度的影响．仿真结果表明,影响切削力和切削温度的主要因素是刀具前角,刀具后角的影响相对较小．     

考虑刀具动态强度的切削用量优化计算

采用有限元法对由切削温度和切削力共同作用下的刀具最大应力进行了计算,并考虑此应力对刀具强度的影响,对切削用量（Ｖ,ｆ） 进行了优化计算．     

Numerical simulation of cutting process of the slice components cutting machine

By the use of ANSYS/LS-DYNA FEA software,numerical simulation on the cutting process of cutting plates with a reamer was carried out in the paper. The logical improvement was brought forward and the phenomenon of stress concentration was deceased by weighted analysis. The effects of different cut velocities and cutting thickness on life-spans of reamers were investigated, and the cutting parameters were optimized to satisfy the cutting precision and cutting efficiency. The study will provide a guide for the practical production.     

基于ARM切绘机控制器设计及其排样优化

数控切绘机控制系统对切绘机工作效率及延长切刀运行寿命起着重要作用.为了提高控制效率、硬件可靠性及性价比,设计了一款低成本、高效率并可靠的切绘机控制系统.系统采用飞利浦公司的LPC2138芯片为主控制器,并移植具有较高稳定性的μC/OS-Ⅱ实时操作系统,以实现多任务之间的调度.为了提高切绘过程中图形排列效率及材料利用率,提出了采用贪婪算法与递归算法中分而治之策略相结合的算法进行排样优化.经试验证明本算法比一般排样算法具有更高的效率和可靠性,有效提高耗材利用率.     

采煤机切割时作用力的分析与探讨

采煤机切割机理的研究是当今非常重要的课题,对提高采煤机生产率,降低能耗,减少刀齿损耗都具有重要意义。本文对煤炭切割过程、切割机理进行了分析。对于截齿切割时的影响因素进行了分析与研究。提出了采煤机单齿的受力状况及计算公式。     

基于切削建模的螺旋铣孔刀具角度优化

针对钛合金螺旋铣孔过程中的刀具角度优化问题,固定切削参数,通过一系列实验,得到了螺旋角和前角不同的刀具产生的轴向切削力.利用遗传算法,结合Matlab程序对实验数据建立切削力模型,分析了刀具螺旋角和前角对切削力的影响,并对角度参数进行了优化.     

数控电火花线切割的加工方法

文章介绍了数控电火花线切割的加工方法,并给出实例说明加工过程中路线的确定和程序的编制方法。文章介绍的方法可直接应用于FANUC系统控制的数控机床上。