预应力切削钛合金的有限元分析

为揭示预应力切削对钛合金Ti6Al4V加工表面残余应力的调整机理,探讨切削时锯齿形切屑的形成过程,基于预应力切削原理建立了钛合金的预应力切削有限元模型,模拟了0、280 MPa和560 MPa这3种预应力下的锯齿形切屑形成过程以及已加工表面的残余应力分布。结果表明:采用预应力切削方法可以调整钛合金已加工表面的残余应力状态;预应力对锯齿形切屑的形成过程和切屑特征无明显影响;在材料弹性极限内施加越大的预应力,表面层残余压应力效果越显著,次表层最大残余压应力值越高,残余压应力层分布也越深。     

基于ABAQUS的高速切削锯齿形切屑形成机理研究

基于大型有限元分析软件ABAQUS/Explicit 6.11建立了二维正交切削有限元模型,仿真模拟了淬硬GCr15轴承钢在高速切削条件下锯齿形切屑形成过程,以绝热剪切理论为基础分析了锯齿形切屑的形成机理。研究表明:利用绝热剪切理论分析高速切削脆性材料具有一定的可行性;第一变形区工件材料的绝热剪切效应对锯齿形切屑的形成起到了决定性作用;通过对比实验切屑形态和仿真切屑形态可知,切屑形态较为相似,所建模型在预测切屑形态上取得了较好的效果。     

超精密切削时刀具切削刃的作用机理分析

分析了金刚石刀具切削刃的切削作用、脆性材料超精密切削时切屑形成机理；对金刚石刀具切削刃钝圆半径、切削厚度、切削角三者之间的关系进行了描述。结果表明：脆性材料可以实现塑性域超精密切削加工；控制切削参数可以加工出满足要求的表面粗糙度和表面波纹度，为生产实际提供可靠的工艺条件及技术参数。     

高速切削锯齿形切屑形成机理的研究现状与发展

概述高速切削锯齿形切屑的形成机理,总结高速切削切屑形态的分类,分析锯齿形切屑形成的两大理论:绝热剪切理论和周期性断裂理论,并对两种理论进行比较,认为绝热剪切理论适用于塑性材料或者是在切削过程中由于力热化学耦合作用而转化为塑性材料的脆性材料,周期性断裂理论适用于脆性材料,两种理论的主要区别在于在材料自由表面产生破坏之前剪...     

精密切削加工切削模型

本文从切削表面形成的机理出发,分析了精密切削过程中切削作用力的变化规律,建立了精密切削加工新的切削模型,得到了切削力与各主要参数的关系式及切削方程式,探明了精密切削加工机理。     

基于有限元模拟的高速切削中切削热的研究

基于有限元分析软件DEFORM-2D建立了典型的正交切削模型,模拟分析后得到切屑厚度、刀—屑接触长度和X、Y方向切削分力等参数值;结合剪切面及前刀面接触区的平均温度和切削热解析法,研究了高速切削中切削热在切屑、工件和刀具部分的量化分配规律。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

微切削加工技术

在探讨切削技术发展动力的基础上给出了机械加工的尺度划分方法。通过综述微制造技术,介绍了微切削加工装备和微切削刀具,提出了利用应变梯度塑性理论进行微切削机理研究的设想,从分子动力学模拟仿真、最小切削厚度、切屑形态、微切削力、切削温度、工件材料的微量加工性、刀具变形、表面粗糙度与切削稳定性、毛刺、积屑瘤、刀具磨损等不同方面分析了微切削机理的研究现状和存在问题。最后介绍了微铣削CAD/CAM技术,并指出了微切削加工技术的发展趋势。     

有限元仿真在金属切削加工中的应用

有限元仿真是研究金属切削过程和切屑形成过程的有效方法.以铝合金7050为例,详细描述两种金属切削加工的有限元模型:正交切削模型和斜角切削模型,以及有限元模型建立过程中的一些关键技术如:刀屑界面间的摩擦,工件的材料本构模型和切屑分离标准.利用这两种有限元模型可以分别得到加工表面的残余应力分布趋势和切屑的几何形状,也可以预测低刚度结构件的让刀误差.分析表明:有限元仿真可以进行切削参数优化和刀具几何形状的优化,以改善加工表面的质量.     

单晶铝纳米切削过程分子动力学模拟技术研究

运用分子动力学模拟技术建立单晶纳米切削模型,对纳米切削过程进行模拟,从分子间作用力和位错的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行分析,并对切削刃刃口半径的大小和刀具磨损对已加工表面质量的影响进行研究。     

基于切削作用区域分解的加工残余应力分析与预估

针对加工残余应力诱因复杂致使其预估难度大的问题,考虑切屑剪切变形和切削犁耕对加工残余应力产生及其分布的主导作用,基于切削作用区域分解策略建立了综合无切屑模型和无犁耕模型的加工过程FEM分析模型,经线性叠加形成表面加工残余应力快速预估方法;通过调整刀尖圆弧半径、切削深度等多个参数,获得了两种因素对加工表面残余应力的影响规律。与测试结果比较,表明所提出的方法过程简洁快速、预估能力强。     

硬态干式切削机理及技术研究综述

介绍了硬态干式切削加工刀具材料的特性，工件材料的特点，淬硬钢切削时切屑形态及其形成机理，表面完整性如白层，残余应力分布和表面粗糙度等与切削参数的关系，讨论了最小量切削润滑液使用的概念和要求，综合国内外的研究进展论述了硬态切削机理和相关技术，有益于加速我国硬态切削的实施。     

基于三相微观结构的纤维复合材料切削仿真研究

为了研究纤维增强复合材料在切削过程中的材料去除机理及切削性能,本文建立了基于三相微观结构的纤维增强复合材料的二维有限元切削模型。针对纤维、基体和界面相组成三相微观结构,分别建立了它们的本构模型和失效准则,并完成复合材料二维正交切削的动态物理仿真。通过切削力仿真值与实验值的比较,验证了该模型的准确性和有效性。并基于此模型,分析材料的切屑形成机理、切削损伤及加工参数对切削力的影响。结果表明,纤维增强复合材料的切屑形态、损伤模式和切削力具有明显的各向异性。     

对简化切削模型的质疑

论述了传统切屑变形理论建立简化切削模型的必要性和合理性以及用该模型解析切屑变形所存在的缺陷和局限性。金属切削实践证明：简化切削模型不能仅仅满足切削运动的必要条件，而应进一步满足连续、变化的各种生产类型，完善模型和原型间的相应关系，为刀具的改革、创新打下坚实的理论基础。     

铣齿断续切削机理的研究

大模数齿轮铣削具有多刃断续切削和变切屑厚度等特点,属于典型的非自由强力切削.主要从切削力、切屑形态、表面质量等方面对铣齿断续切削的机理进行研究.采用指数经验模型,应用微段切削刃受力积分获得单个刀片瞬时合成转矩,随后考虑刀盘上刀片的分布情况,获得刀盘周期性的载荷,提出铣齿断续切削转矩的计算模型.应用间接测量的试验方法,采集三相异步电动机的主轴输入电流,重构得到切削力,另外通过试验测量出切削变形比,应用理论公式获得切削力.将试验数据和理论计算结果与计算模型进行比较,验证了铣齿加工切削转矩模型的正确性.对切削过程中的残余高度进行几何分析,获得其计算方法.初步完成对铣齿断续切削机理的分析,对铣齿加工精度提供指导作用.     

45钢高速切削过程中切屑形成的数值模拟

为了研究45钢高速加工中切屑形成机理,建立了高速加工的正交切削有限元模型,研究了45钢高速切削有限元建模过程中的Johnson-Cooks材料模型,刀屑接触模型及切屑分离准则等关键技术.利用建立的有限元模型对45钢的高速切削过程中的切屑成形进行了数值模拟,并研究了不同切削速度对切屑锯齿化程度的影响规律,得到了不同切削速度下的切屑锯齿化程度.     

高速干切削过程的三维有限元仿真与试验

针对淬硬轴承钢的干态车削过程,在Abaqus中建立考虑PCBN刀尖半径的热力耦合三维有限元切削模型。首次仿真预测出周期性绝热剪切引起的三维锯齿形切屑,并且切屑在刀屑接触面上的特征线和材料挤压流动方向,以及切屑自由表面沿进给量方向和沿切削深度方向的切屑形态与实际加工形成的切屑形态都能够很好的吻合。通过对切削力、切削温度,切削力和切屑形态预测分析,并与实验数据的比较,揭示了刀尖半径和主偏角对切削过程的影响。研究发现:刀尖半径增大到0.8mm时,工件材料挤压变形更显著,平均切向力增大了17N,与实验结果比较相符。斜角切削过程中材料受到的挤压变形力更大,温升更加明显,最高温度达到1289℃,与试验测量的切削区平均温度1100℃接近;预测的平均切向力为150N,与实验值相差只有7%。     

微切削过程的分子动力学分析

介绍一种用于分析纳米级微切削过程的分子动力学新方法。通过分子动力学分析，可以从原子观点上很好地解释切屑和表面生成的过程。最小切削厚度是决定加工精度的重要因素之一，在特定的切削条件下，最小切削厚度可以达到纳米级。     

金属切削过程中位错理论探索

金属切削过程中位错理论探索沈阳工业学院专科学校张景耀纪玉杰许多抚顺石油学院牛玉舒金属切削过程就是金属切削刀具从工作表面切除多余金属，从切屑形成到已加工表面形成为止的完整过程。从切悄形成机理上分析，就是刀具前刀面作用在切削层金属上的压力，对切屑产生一个...     

有限元法在金属高速切削加工技术中的应用

阐述了有限元法在切削过程、切削加工表面残余应力计算、切削热和切削温度、以及切屑形成机理等高速金属切削加工中的应用,总结分析了有限元法在这些方面研究取得的成果及不足,展望了高速切削加工技术的研究方向.