限制接触刀具切削力与刀—屑接触长度关系的研究

通过切削试验 ,研究了限制接触刀具前刀面的刀—屑接触长度逐渐减小时切削力的变化规律。试验结果表明 :当刀具前刀面刀—屑接触长度减小时 ,前刀面上的法向力Fn 和切向力Ff 呈非线性减小 ,且Ff-l曲线存在两个拐点 ,根据这两个拐点可间接测量前刀面的刀—屑接触长度L和紧密型接触长度lf1。     

金属切削加工中刀—屑紧密型接触长度的研究

以李—谢弗滑移线场模型为基础 ,从理论上推导了刀—屑紧密型接触长度lf1的计算公式 ,认为刀—屑紧密型接触长度是切削第一、第二变形区综合作用的结果 ;通过切削试验 ,讨论了切削参数对刀—屑紧密型接触长度的影响 ;将计算结果与试验结果相比较 ,分析了该理论公式的合理性及适用范围     

高速切削难加工材料刀—屑界面接触特性研究

刀—屑接触长度和摩擦系数是表征刀—屑界面接触特性的主要物理量,直接影响切屑第二变形区切削热产量及刀具磨损。使用PCBN刀具正交车削GH3030高温合金和TC4钛合金,研究了两种材料的切削加工过程中刀—屑接触长度和刀—屑界面平均摩擦系数随切削速度和进给量的变化规律,分析了两种材料车削时摩擦系数和接触长度存在差异的原因。在高速切削下,建立了两种材料的刀—屑接触长度的直线和二次模型,发现TC4的二次模型能更好地预测接触长度,GH3030的直线模型和二次模型的相关系数相差不超过0.06。     

加工中心刀具长度补偿应用的探索

介绍加工中心刀具长度补偿指令的意义和原理,刀具长度补偿指令的格式及应用,介绍测量刀具长度补偿值的多种对刀方法及优缺点,刀具长度补偿应用过程中的一些注意事项。     

在刀-屑界面持续润滑刀具切削45钢的性能及润滑机理

为提高刀具润滑性能,尽量减少切削液的使用,制备出在刀屑界面持续润滑的新型刀具,能够将切削液通过微通道直接输送到刀屑接触界面内部。采用该新型刀具与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下分别进行切削45钢试验,测量了切削三向力,对刀具前刀面磨损面进行SEM微观形貌分析及元素检测,分析了刀具的摩擦磨损特性及润滑机理。试验结果表明,与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下相比,刀屑界面持续润滑刀具能够有效减少切削过程中的摩擦磨损,而切削液用量只有传统浇注式切削的1/120。分析前刀面的元素可知,切削液能够更加深入到离主切削刃更近的区域,并能持续供给,这是该刀具具有更好的减摩抗磨效果的主要原因。尽管新型刀具的黏结情况大大缓解,但刀具的磨损机理仍然以黏结磨损和氧化磨损为主。     

多齿刀具的切削模型及其分屑机理

研制了一种能同时加工出多根微细金属长纤维的新型刀具--多齿刀具。多齿刀具切削时具有分屑作用,将整个切削层切下的同时把切屑分屑形成多根纤维。多齿刀具切削时的分屑作用能高效地制造当量直径在100μm甚至50μm以下的微细金属长纤维。建立了多齿刀具的切削模型,根据切削模型分析了多齿刀具的分屑机理,推导出多齿刀具同时参与切削的齿数及加工出的纤维当量直径计算公式。     

矩阵算子法构建切削滑移线场的分析

刀具与切屑接触的摩擦因数呈不均匀分布增加了正交切削分析的难度,缺少一个完善的解析模型。针对于此,本文采用矩阵算子法构建了一种考虑在刀-屑接触面上变摩擦因数的滑移线场。通过Oxley的剪切切削理论找出工件表面材料塑性剪切变形的位置,为滑移线场的添加几何约束条件,从而求解滑移线参数。根据滑移线场,导出刀-屑接触长度,推算出切削力的解析式。模型计算结果与GH4169切削有限元仿真结果对比发现：刀-屑接触长度误差在9.8%内,两者的切削力在变化趋势上一致且数值上相近,验证了滑移线场的准确性。上述研究成果为变摩擦因数的正交切削分析刀-屑接触长度和切削力提供了理论方法。     

刀具TiN涂层工艺与切削试验

本文介绍等离子体增强磁控溅射离子镀ＴｉＮ涂层工艺，膜层组织结构和性能；研究和基片负偏压和靶功率对膜层组成和性能的影响；探讨了Ｔｉ２Ｎ对膜层的强化作用，结果表明，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ的两相组成的恨具涂层具有良好切削性能。     

铝合金材料切削用织构刀具性能研究

对铝合金材料切削用织构刀具的性能进行了综合对比研究。分析了在切削液条件下微/纳织构刀具的切削效果,并以此为基础对织构刀具干切削铝合金材料时的织构尺度范围进行了重新界定。实验结果表明,切削液条件下刀具表面的微/纳织构均能够改善刀具的切削效果,使刀具的切削力下降,且纳米织构效果好于微米织构;干切削铝合金材料时,刀具表面织构的尺度可扩展至微米级,但当织构宽度超过30μm后,刀具表面织构的效果变差。上述实验结果出现的原因为润滑条件下微米织构不宜存储切削液,而干切削时切屑材料又易于嵌入,恶化了刀具表面的材料黏附现象。     

金刚石刀具切削硬脆材料时切削力与刀具振动的关系

通过用金刚石刀具对花岗岩、陶瓷、铸铁和钢等不同材料进行切削对比试验,对切削力信号和刀具振动信号的变化关系进行了相关分析。结果表明：材料性质不同,相关信号的周期性明显不同,切削力信号频谱的主峰分布也有所不同。     

高速切削刀具的发展

高温材料的逐渐普遍应用,推动相应刀具材料和刀具几何形状的较大发展。与此相似的是,高速主轴和大进给率的发展趋势也促进了小直径专用端铣刀的发展。钻头的发展趋势是提高深径比。同时镗刀和螺纹刀具也在发展中。     

金属切削中流屑角突变的实验研究

对金属切削中的一类非线性问题－切屑流屑角的突变进行了检测实验研究,得出了流屑角突变时刻的力,振动和声发射信号。多次实验表明,这3种信号中对切削过程的非线性特征以切削力信号最为灵敏。根据传感器突变信号的产生时间,可以计算出突变时的切削层厚度aW和切削层图形系数gs。     

超精密切削机理的流体力学分析模型

随着加工硬件性能的提高 ,有色金属的超精密加工技术已相对成熟。但是对微小切削深度时的加工过程还没有建立起比较满意的模型 ,因为还没有深刻了解超精密加工机理。本文提出了基于流体力学的超精密切削模型 ,考虑了切削刀具几何形状 (包括切削刃半径 )、后刀面工件材料弹性回复的影响。使用该模型可以预测超精密加工过程中刀具刃口的影响、尺寸效应、切削力以及切屑的卷曲半径和刀 -屑的接触长度等。     

不同几何参数刀具的断屑性能试验研究

从理论出发,对不同几何参数刀具的切屑折断规律进行了大量的系统试验、分析和探讨了刀具的断屑机理,分别得出了它们的切屑折断的变化规律及断屑范围。     

刀具长度补偿在数控铣削中的应用

针对多把刀加工零件的难点,详细阐述了刀具长度补偿的意义、应用方法和注意事项,通过在华中HNC-818B系统数控铣床上的实际加工,验证了标刀长度补偿法的正确性和实用性,为数控铣床和加工中心的零件加工提供指导和参考.     

数控加工刀具长度补偿的研究

从机床坐标系、工件坐标系及编程坐标系出发,分析了数控镗铣类机床及加工中心在同一个工件坐标系下使用多把长度不同的刀具对工件进行加工时进行刀具长度补偿的原因。论述了有基准刀与无基准刀长度补偿的原理,研究了这两种方法的特点,提出了机床Z坐标的计算方法。讨论了撤消长度补偿后CNC控制刀具所走的编程坐标表达的实际意义,这对理解数控加工刀具长度补偿及数控编程具有实际指导意义。     

涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢切削力的试验研究

通过四种涂层硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,研究了切削用量对切削力的影响,并对四种刀具的切削力进行了对比分析。试验结果表明:在采用小进给量、小背吃刀量切削时,出现了背向力大于主切削力的现象;随着切削速度的增加,YBC251、GC2025刀具的切削力先减小后增大;同型号的PVD涂层硬质合金刀具与CVD涂层硬质合金刀具相比较,前者的切削力显著小于后者。     

陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢的切削力试验研究

对3种复合陶瓷材料刀具切削奥氏体不锈钢(1Cr17Ni7)进行研究,建立了正交切削试验方案.通过试验研究了切削用量对三向切削力的影响,利用指数回归分析建立了3种刀具的主切削力经验公式,并结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析.试验结果表明在采用较小进给量和较小切削深度进行切削时,会出现了背吃刀力大于主切削力的现象；切削速度及进给量对主切削力的影响最大；3种刀具中CT2刀具的主切削力最大.     

TC4钛合金切削刀具磨损对切削过程影响的研究

通过建立的钛合金切削加工仿真数值模型,研究了刀具磨损对钛合金切削过程中切削力、切削温度及切屑形态的影响规律,并对这些影响的产生机理进行了讨论。结果表明:随着磨损程度的增大,切削力及切削温度会迅速增加;月牙洼磨损会引起切削力的剧烈震荡且振幅随磨损的增大而增大,后刀面磨损将增大切削力;锯齿形切屑的变形程度在加大,但是锯齿产生的频率在降低。     

错齿分屑插铣刀与普通插铣刀的对比加工实验

试制一种基于错位分屑原理的插铣刀具,通过切削实验验证了其分屑效果。对比分析分屑插铣刀具与普通插铣刀具在切削17-4PH不锈钢这种难加工材料时的切削力、切削振动和刀具寿命。结果表明,每齿进给量取值不超出设计范围时,该刀具可实现可靠分屑。与普通插铣刀具相比,分屑插铣刀具能够显著减小切削力,提高刀具寿命,而且因错位分屑导致的刀具当量齿数减少的问题不会引起分屑插铣刀具切削振动的加剧。