三维槽型铣刀片铣削平均温度数学模型

在已有的平前刀面铣刀片铣削温度数学模型的基础上,利用Jaeger的移动面热源理论,建立了波形刃铣刀片铣削温度的数学模型,编制了计算机程序对铣削温度了预测;对新型三维槽型铣刀片（波形刃和大前角）和平前刀面直刃铣刀片的铣削温度进行了实验研究,理论预测和实验结果证明：该模型可用于铣刀片槽型的开发及优选。     

三维复杂槽型铣刀片力热实验研究及物理场分析

对波形刃铣刀片(前刀面为波形曲面)进行了力热实验研究及物理场分析.进行铣削力实验,建立了波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数.在受力密度函数的基础上,对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度实验基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;又在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下的等效应力的分布规律和受力变形状况.以上工作为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

三维复杂槽型铣刀片物理场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃（前刀面为波形曲面）铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片物理场分析。在已建立的铣削力数学模型的基础上,建立波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数;在受力密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度数学模型基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下等效应力的分布规律和受力变形状况。     

波形刃刀片表面受力密度及应力状态分布规律

为进行三维复杂槽型铣刀片切削性能及槽型优选,针对哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片,进行表面受力密度分布规律及应力状态的研究.在已建立的铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及刀-屑接触面积的试验,建立波形刃铣刀片前刀面受力密度函数;对表面受力密度函数进行定量分析计算并进行三维图形表示,分析其分布规律;应用弹性力学方法对波形刃铣刀片进行应力状态分析,理论分析结果与铣刀片应力场分析结果吻合较好.该研究成果为解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优化技术的研究奠定了理论基础.     

波形刃铣刀切削机理研究

为减轻铣削过程中铣刀的切入,切出破损,对新开发的波形刃铣刀片进行了切入,切出过程的分析,并通过铣削过程的振动实验,证明了这种刀片槽型可有效地减小切片,切出引起的冲击和振动。由此得出,刀片槽型的合理设计可有效地提高铣刀寿命。     

基于温度场分析的刀具粘结破损实验研究

针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,对耐热钢的面铣加工进行刀片粘结破损的实验研究。首先,进行铣刀片三维温度场有限元分析,预测出波形刃铣刀片的抗粘结破损性能优良;其次,通过实验揭示不同铣刀片粘结破损失效形式的差异;在粘结破损实验的基础上,对铣刀片粘结破损机理进行分析。上述研究成果为解决自动化生产中刀具破损问题及槽型优选技术的研究打下理论与试验基础。     

波形刃铣刀片受力密度函数的研究

为建立铣刀片瞬态铣削力模型，进行了铣削力试验，对铣削力数据进行了采集，并对铣削力的试验数据进行了分析及数据拟合；建立瞬态铣削力数学模型及铣削力受力密度函数，同时对受力密度函数曲线及曲面进行了模拟，为波形刃铣刀片的应力场分析及评价提供理论依据．     

波形刃铣刀片受力密度函数的研究及其应力场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片前刀面受力密度函数的研究.在已建立的波形刃铣刀片铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及切屑与前刀面接触面积的试验,建立铣削力及接触面参数的试验公式;进一步建立包含接触面参数的铣削力方程;经过两次偏导数并进行矩阵变换得到三维复杂槽型铣刀片曲面前刀面的受力密度函数,根据以上结果对波形刃铣刀片进行应力场分析,从而为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

三维复杂槽型铣刀片冲击破损数学模型

针对三维复杂槽型波形刃铣刀片和传统的平前刀面铣刀片,对45#钢的面铣加工进行了试验与理论分析,对铣削刀具进行了冲击破损数学模型的研究.首先对两种铣刀片进行冲击破损试验研究,揭示了不同铣刀片冲击破损失效形式的差异;其次,在试验研究基础上,采用数理统计方法,建立两种铣刀片冲击破损寿命累积分布函数的数学模型,证明了渡形刃铣刀片的抗冲击破损性能优良;最后,应用柯尔莫哥洛夫检验方法证明两种铣刀片的冲击破损寿命概率分布符合威布尔分布函数,有助于解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及研究槽型优选技术.     

波形刃铣刀片STUV型切入类型判别式的推导

针对铣削过程中铣刀的切入破损问题,在分析M.Kronenberg平刀片接触法的基础上,研究三维复杂槽型波形刃铣刀片铣削过程中刀齿的接触状态,推导出STUV型判别式,其他类型推导与此类似,从而解决三维复杂槽型波形刃铣刀片切人类型的计算问题。     

刀片槽型对断屑性能的实验

通过大量系统的实验,从切屑形成与析断机理出发,研究了二维刀片糟型对断屑性 能的影响规律,并得出了刀片槽型对切屑折断的变化规律及断屑范围,为研究三维复杂槽型刀 片提供了重要的依据．     

铣刀片槽型优化系统的开发

在可转位铣刀片槽型和温度场的研究过程中,为了获得切削性能优良的可转位铣刀片和对铣刀片槽型进行实时优化,进行了铣削试验;基于模糊数学理论进行了铣削温度场的模糊综合评判,以模糊综合评判的结果为驱动和刀片性能评价依据;基于遗传算法提出了铣刀片槽型的优化算法.利用Visual C++开发平台和OpenGL技术开发了槽型优化设计系统,对铣刀片槽型优化问题进行了系统的研究.论文的解析方法和研究结果,在提高计算精度和计算效率的基础上,对铣削温度场解析、铣刀片性能评价和铣刀片的优化设计,具有重要的参考价值和应用价值.