车削残余应力时间效应的实验研究

为掌握切削残余应力随时间而变化的规律,以不同热处理的40Cr合金为实验材料,进行不同条件下的车削实验,然后观察和分析试样残余应力、粗糙度和直径随时间变化的规律。结果显示:加工完成后,最大切削残余应力随时间增加而趋向于减小,但变化幅度均随时间增加而逐渐减小,最后趋向于停止变化;切削残余应力层的厚度随时间增加而变小,但最大拉应力及最大压应力的位置不随时间而改变;切削残余应力变化对工件尺寸及粗糙度的影响可以忽略不计。     

基于刀具磨损的车削加工残余应力实验研究

通过车削实验测量刀具磨损不同阶段的加工残余应力和加工硬化层微观硬度,了解加工残余应力的分布和变化特点,并分析刀具磨损对车削加工残余应力变化的影响规律及原因。实验结果表明:车削加工残余应力在磨损前阶段变化缓慢,后阶段变化快速,变化趋势从拉-压应力混合状态过渡到纯压应力状态,变化速率和刀具磨损曲线不重合。     

铣削残余应力离散性实验研究

为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。     

微量润滑系统参数对加工残余应力影响试验

微量润滑(MQL)切削是一种绿色加工技术。为了解MQL系统对加工残余应力影响,通过45钢车削正交试验,研究MQL系统的空气压力、润滑液用量、喷射距离、油雾温度对加工残余应力的影响。试验结果表明:油雾温度对加工残余应力的影响最大,润滑液用量也有一定的影响,空气压力和喷射距离的影响不显著;油雾温度降低,残余(拉)应力变小;润滑液用量增加,残余(拉)应力变小;MQL系统对加工残余应力的影响机制是通过改变油雾的冷却能力和渗透性,改变残余应力热力耦中的热效应。     

轴承套圈硬车削过程中的残余应力模拟及试验研究

为了研究在小进给量条件下风电机组轴承硬态车削加工后表层残余应力的分布规律,基于大型非线性有限元分析软件ABAUQS,采用合理的材料流动应力本构模型,对风电机组轴承硬态车削过程进行了有限元仿真,获得了硬态车削加工后轴承的表层残余应力。将在不同的背吃刀量和刀具前角参数下的获得的残余应力仿真值与试验测量值进行对比,结果表明:仿真结果与实验结果吻合,通过硬车削加工可以获得400~800 MPa的残余压应力,残余压压力的深度可达0.04~0.08 mm。     

不锈钢微量润滑车削残余应力的研究

为了了解不锈钢微量润滑切削的加工残余应力规律,以切削深度、切削速度、进给量和切削液为影响因素,以加工残余应力为结果,进行不锈钢车削的四因素三水平正交实验。结果表明:加工残余应力一般为拉应力;对残余应力的影响从大到小依次为:切削速度、切削液类型、切削深度和进给量,其中前二者影响较大;残余应力随着切削速度增加而增大;单一因素对加工残余应力影响不显著,多因素联合调节时,则有一个较大的影响效果。     

铸造件切削加工残余应力及变形机理研究

铸造件在变形矫正中会产生很大的寄存残余应力,当该铸造件进行切削加工时,由于切削加工的作用会使构件内部残余应力重新分布,最终决定了构件的几何形状。因此,如何更好的预测、控制切削加工的残余应力,通过该残余应力与铸件寄存的残余应力的叠加,保证铸件切削加工后精确的几何形状是当前切削加工研究的关键问题。本文基于有限元仿真技术,针对于大型构件,从研究高速切削加工残余应力的特性入手,分析了残余应力的产生特性,并进一步揭示了残余应力对构件变形的影响,得出了仿真模型,对于预防铸造件加工变形,优化切削加工参数有很好的指导意义。     

电火花加工表面层残余应力的理论和实验研究

对电火花加工表面层残余应力的形成进行了分析,建立了物理模型,分别给出了单脉冲放电和重复脉冲放电情况下电火花加工电蚀区域拉应力区长度的计算方法;建立了电火花加工表面层热传导模型;并且对重复脉冲放电情况下电火花加工表面层残余拉应力区分布进行了理论计算和实测。对于电火花加工表面层残余应力分布提供了初步的计算方法。     

车削高温合金GH4169表面粗糙度及残余应力优化分析

为分析车削参数对已加工表面粗糙度、已加工表面形貌、残余应力的影响规律,针对高温合金GH4169设计正交车削试验,通过有限元仿真建立三维车削模型。结果表明：影响表面粗糙度的主次因素依次为进给量、切削速度、切削深度;影响残余应力的主次因素依次为进给量、切削深度、切削速度;确定在试验参数范围内最佳表面粗糙度和残余应力的参数组合分别为vc=55 m/min、f=0.1 mm/r、ap=0.3 mm和vc=60 m/min、f=0.2 mm/r、ap=0.25 mm。     

涂层硬质合金刀具车削42CrMo钢切削力试验研究

在单因素条件下进行车削42Cr Mo钢的切削力试验,得到切削用量的改变对主切削力、进给力、背向力与总切削力的影响规律,分析导致切削力变化的原因,并提出车削42Cr Mo钢粗加工阶段的参考切削用量。试验结果表明:背吃刀量和进给量对主切削力的影响较大,切削速度对主切削力影响较小;背吃刀量对进给力的影响较大,进给量对背向力的影响较大,总切削力的变化规律与主切削力相似。     

新型微坑车刀切削AISI4140残余应力影响因素分析研究

为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律,应用AdvantEdge切削仿真软件,结合单因素和正交实验,通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明,原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大,先增大后减小,随进给量的增大而减小,总体上,微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大,微坑车刀切削工件先增大后减小,随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响,进给量最大,切削速度次之,切削深度最小。通过实验验证,相同切削条件下,微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力,提高了加工工件表面质量,一定程度提高了工件的服役寿命。     

残余应力的本质及其调整

残余应力是各种加工工艺产生的一种现象,是能量储存不均匀造成的,是材料内部不均匀塑性变形的结果,其本质是晶格畸变,而晶格畸变很大程度上是由位错引起的。根据等直纯弯曲梁建立了残余应力的力学模型,探讨了残余应力调整的方法。     

3Cr13不锈钢数控车削加工工艺研究

对不锈钢材料数控车削加工的特点进行分析,论述了在数控车削不锈钢零件时,通过合理收变钢材料的硬度、选择切削刀具与切削用量以及选用适当的冷却液等加工工艺措施,可显著提高不锈钢零件车削的效率。     

7075铝合金表面喷丸残余应力松弛的实验研究

采用喷丸引入表层残余应力,分析循环载荷时7075铝合金试样的应力松弛现象,讨论喷丸工艺引入的初始残余应力状态、表层显微硬度和表面粗糙度对疲劳抗性和残余应力松弛的影响.结果表明,喷丸引入的表层残余压应力是提高试样疲劳抗性的主要因素,但表层冷作程度与表面缺口效应对喷丸试样的低周与高周疲劳抗性与残余应力松弛有很大影响.循环应力水平接近高周疲劳极限时,经历高周疲劳残余应力无明显松弛;应力水平接近低周疲劳极限时,残余应力发生早期大幅松弛,且残余应力峰外移.     

切削用量对车削42CrMo钢切削力的影响

在单因素条件下通过改变切削用量车削42CrMo钢试验,得出了切削用量的改变对主切削力、进给力、背向力与总切削力的影响规律,分析了切削用量的改变导致切削力变化的原因,提供了车削42CrMo钢半精加工阶段的参考切削用量。结果表明:背吃刀量和进给量的改变对主切削力的影响较大,而切削速度的改变对主切削力影响较小;总切削力的变化规律与主切削力相似,背吃刀量对进给力的影响较大。     

Turning of difficult-to-machine materials with actively driven rotary tool

Turning with a spinning insert called actively driven rotary tool (ADRT), where the cutting tool revolves by a powered and programmable spindle, is investigated from the thermal aspects. Dry and MQL external turning tests of austenitic stainless steel (AISI 304) and heat-resistant Ni-based alloy (Inconel 718) are carried out. The tool temperature at the flank face is measured using a newly assembled fiber-coupled two-color pyrometer. In dry turning of AISI 304 steel, the tool temperature decreases from approximately 730 °C to 640 °C as the tool rotation speed increases from 10 m/min to 200 m/min.