不同类型磁弹磨粒对刀具钝化的研究

为研究不同类型磁弹磨粒对刀具钝化的影响,分别以硅胶和环氧树脂为黏弹性基体、氧化铝(Al2O3)颗粒为磨粒相、铁颗粒为磁粒相制备出硅胶型磁弹磨粒和环氧树脂型磁弹磨粒;基于双磁盘的磁场特性,采用Maxwell软件建立双磁盘磁场的三维模型,对双磁盘磁场及磁弹磨粒的磁场强度和磁感应强度进行分析;并建立磁弹磨粒细观单元模型,运用ABAQUS软件分析2种磁弹磨粒的细观力学特性;最后,基于双磁盘磁力钝化设备,研究2种磁弹磨粒对刀具钝化的影响。实验结果表明：采用环氧树脂型磁弹磨粒钝化后的刀具刃口表面粗糙度值比硅胶型磁弹磨粒钝化后的刀具刃口表面粗糙度提高了约4.2%,且刀具刃口形貌更为规则。     

基于气固两相流磨粒的刀具钝化研究

机加工的质量和效率受刀具刃口形貌直接影响.对刀具进行钝化处理可以提高刀具的使用寿命及可靠性,满足高速高效切削加工的要求.文章提出了采用气固两相流磨粒的方法对硬质合金立铣刀进行钝化,基于动能守恒定理以及磨粒磨损理论,建立了在气固两相流磨粒钝化过程中刀具非对称刃口形成的数学模型,并通过与正交实验进行对比分析.分析结果表明钝...     

奥氏体不锈钢车削时刀具磨损对切削因素和表面质量的影响研究

研究了奥氏体不锈钢车削加工过程中刀具后刀面磨损对切削力、切削温度、粗糙度及残余应力影响规律。试验结果表明:当刀具后刀面磨损在一定范围内,F_x与F_z随磨损量的增加而显著增大,而F_y基本保持不变;温度随刀具后刀面磨损量增加而显著增大;工件的表面粗糙度随刀具后刀面磨损量增大而增大;当车刀后刀面磨损为0.167 mm时,工件加工表面的残余应力最大。     

刀具磨损对单晶铝纳米切削过程的影响

基于分子动力学的理论建立了单晶铝的纳米切削仿真模型,比较研究了在刀具未磨损和刀具磨损条件下对切削过程的影响。研究表明：相比于刀具未磨损,在刀具磨损的情况下,已加工表面质量有所下降,基体上出现了大量的位错等缺陷;切削力也全部有所升高,其中刃口半径磨损对切削力影响最为显著,在相同的切削条件,相比于刀具未磨损升高约为17.78%,后刀面磨损和前刀面磨损对切削力的影响基本相同,提高了约7.98%;刀具温度和工件的温度也都有不同程度的升高,其中,工件的温升更高。刀具刃口半径磨损对温升影响最大,达到稳定切削时,刀具的平均温度相比于刀具未磨损升高约为7.2%。     

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。     

基于单颗磨粒切削的CBN铰珩工具磨粒磨损研究

采用单颗磨粒试验方法,以4Cr13不锈钢为修整材料,研究大长径比CBN铰珩工具修整过程中的磨粒磨损特性。试验结果显示:与普通切削相比,超声切削时的平均切削力降低60%～80%,但磨粒在短时间内大块破碎,磨削比严重下降。超声切削时的磨粒?工件接触比在0.6～0.8,磨粒主要处于断续切削过程,其最大切削宽度比普通切削时的增加2.7倍,且磨粒受到的最大瞬时切削力增加。根据点云信息对磨粒进行逆向建模,并对建立的单颗磨粒切削仿真模型的瞬时切削力进行定量分析。仿真结果显示:超声切削时的最大切向力比普通切削时的增加20%以上,且力的波动幅度超过80%。      

TiN涂层刀具切削淬硬H13钢切削性能试验研究

为研究TiN涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了TiN涂层刀具车削加工淬硬H13钢试验。分析了切削用量与切削力、切削温度的关系及涂层刀具磨损机制。研究得出切削速度、切削深度、进给量都对主切削力Fz和切深抗力Fx影响较大,对切削进给抗力Fy影响相对较小;切削速度对切削温度的影响最大;对刀具磨损观察发现刀具的前刀面有明显的月牙洼磨损,刀尖部位出现了微崩刃现象,后刀面出现磨粒磨损。研究结果为生产加工中优化切削用量及提高刀具寿命提供了技术支持和试验依据。     

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.     

CVD金刚石厚膜刀具切削参数对切削力及粗糙度影响的研究

为了探究CVD金刚石厚膜刀具切削参数(包括刀具后角、刀尖圆弧半径、切削速度、进给量和切削深度)对切削力和被加工表面粗糙度影响的初步规律,采用单因素方法进行了一系列CVD金刚石厚膜刀具车削仿真和试验研究。结果表明:AdvantEdge有限元仿真软件模拟切削力过程有一定的准确性;在试验参数范围内,随着刀具后角的增大,切削力和表面粗糙度都是先减小后增大,当后角为11°时,切削力和表面粗糙度值最小;随着刀尖圆弧半径的增大,切削力逐渐增大,而表面粗糙度则逐渐减小;随着切削速度的增大,切削力和表面粗糙度都是先增大后减小,当切削速度为90m/min时,切削力和表面粗糙度值最大;随着进给量的增大,切削力和表面粗糙度都显著增大;随着切削深度的增大,切削力和表面粗糙度都逐渐增大,但切削深度对表面粗糙度的影响较小。     

基于切削技术的金刚石刀具磨损特征分析

金刚石刀具的磨损情况决定其使用寿命。用金刚石PCD刀具切削6061-T6镁铝合金工件,通过不同切削速度、切削深度、振动频率、刀具后角时的切削力及切削温度变化,研究不同刀具前后角、进给量、切削转速时的工件表面粗糙度及刀具磨损面积。结果表明:金刚石刀具的切削力和切削温度随切削速度、切削深度的增加而增大,随振动频率的增加而减小;刀具后角增大,金刚石刀具的切削力呈先下降而后缓缓上升趋势,但对切削温度的影响很小。当刀具前角为10°,刀具后角为8°,切削速度为0.46?m/s,切削深度为28?μm,进给量为0.10?mm/r,切削转速为4100?r/min,振动频率为22?kHz,切削振幅为9?μm时,金刚石刀具的磨损面积最小,磨损程度最低,使用寿命最长,但工件的表面粗糙度稍高。      

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MAWJ刀具钝化钝圆半径的回归分析

为得到微磨料水射流加工参数与刀具钝圆半径之间的关系,综合考虑射流压力、横移速度、磨料流量、磨料粒度、靶距5个主要参数对刀具钝化钝圆半径的影响,采用正交试验设计方法设计试验。使用MATLAB软件对试验结果进行方差分析并建立回归模型,得到影响钝圆半径的主要钝化参数和回归模型方程。研究结果表明:磨料流量、横移速度和磨料粒度是影响钝圆半径的主要因素,而射流压力和靶距对其影响较小,可能是由于取值过于密集导致;由回归分析得到的预测模型能够很好地预测钝圆半径的值,其最大相对误差小于7.59%。     

表面微织构在切削过程中的研究进展

在切削过程中,临近切削刃的刀具前刀面与切屑、刀具后刀面与已加工表面接触区存在的高温高压情况严重影响了刀具服役寿命和工件表面完整性。表面微织构技术是一种先进的表面改性技术,在刀具表面制备不同尺寸参数、形状参数、分布参数的表面织构能够显著影响刀具的切削性能。当刀具表面微织构制备方法不同时,微织构所呈现的性能也不同。首先从制备技术的原理、制备过程、制备技术特点等方面对当前最先进的刀具表面微织构制备技术进行了综述。然后从切削力、切削温度、刀具磨损、切屑形成、工件表面完整性等角度分析了微织构对刀具切削性能的影响规律与机理。在分析切削力、切削温度、刀具磨损、切屑形成等4个指标时重点关注了刀具前刀面微织构所起的作用,在分析工件表面质量时,同时考虑了刀具后刀面微织构、前刀面微织构的影响。最后,介绍了当前微织构的研究热点,主要包括微织构技术与钝化刃口、润滑剂的协同作用对切削性能的影响,以及微织构刀具在切削过程中发生的衍生切削行为。通过对文献的归纳、总结与深入分析,给出了表面微织构未来的研究方向,为刀具进一步优化提供设计参考。     

切削过程监测用磁弹性扭矩传感器试验研究

对基于磁弹性效应的扭矩传感器用于切削过程切削力在线监测进行了实测试验,在实际工况条件下,所测结果与动态应变仪测试结果及切削力经验公式的计算结果的对比分析表明,磁弹性扭矩传感器可以用于切削力在线监测.     

高硬度合金加工热力因素对刀具磨损影响研究进展

针对高硬度合金材料在切削加工中刀具磨损严重的问题,总结了切削力模型、切削温度模型和相关实验研究,阐述了切削力和切削温度与刀具磨损之间的具体联系。从热力耦合的角度出发,综述了刀具磨损机制的研究进展。对高硬度合金切削加工中刀具磨损研究的新方向进行了讨论。     

双磁盘磁力钝化参数对刀具刃口的影响

刀具钝化技术对提高刀具寿命具有重要的作用,为了探究双磁盘磁力钝化对刀具刃口的影响,首先分析了双磁盘磁力钝化的基本原理及磁性磨粒的材料去除机制;其次采用了Ansys maxwell仿真软件对硬质合金刀具在不同磁盘间距,不同磁盘厚度下的磁感应强度、磁力线分布进行了有限元分析,发现了磁盘间距、磁盘厚度对刀具轴向和端面磁感应强...     

丝锥刀具旋转磨粒流去毛刺和钝化抛光技术

目的 高效、低成本地消除丝锥、铰刀、钻头、铣刀等金属加工刀具磨削后产生的表面毛刺、亚表面烧伤等加工缺陷,实现刀具的高效钝化抛光。方法 基于磨粒流加工（AFM）技术,提出一种刀具旋转磨粒流抛光（R–AFM）原理和方法。通过模拟仿真方法获得优化的刀具运动轨迹,进一步研发可装夹40把刀具的多工位旋转磨粒流高效抛光专用设备;以高速钢丝锥为研究对象,选用新研制的GC磨料介质作为钝化抛光介质,采用正交实验设计法,通过极差分析和方差分析,探究工件转速、加工时间、磨粒粒径及磨粒质量分数等工艺参数对刃口钝圆半径的影响规律;再选用正交试验获得的工艺参数组合,采用自主研制的WS和GC磨料介质,分别对丝锥刀具进行钝化抛光试验,分析2种新型磨料介质的钝化抛光特性;最后,基于前面的实验结果和理论分析,优选刀具钝化抛光复合加工的工艺参数,并验证刀具的钝化抛光效果。结果 各工艺参数对刀具刃口钝圆半径的影响程度依次为刀具回转速度、钝化抛光时间、磨粒质量分数和粒度。高硬度的GC磨料介质具有材料去除率高、对刃口的钝化能力较强等特点。在保持切削刃锋利度的前提下,采用低硬度的WS磨料介质,其毛刺去除效果更好。采用优化的工艺参数...     

振动切削振幅对切削力影响的理论与实验研究

建立了振动切削中切削力的理论模型,研究了振动切削中振幅对切削力的影响机理,并通过数值模拟的方法,从理论上给出精密振动切削中振幅对切削力的影响规律.利用自行设计的超声振动切削系统进行了切削力随振幅的变化规律的实验研究.