加热切削的发展与现状

本文以加热切削专题文献数据库中的大量文献为依据,对近三十年来加热切削技术发展的历史与过程进行了追溯,重点介绍了电加热切削、等离子加热切削、激光加热切削发展的现状,对其国内外研究方向,研究水平进行了分析比较。另外,对各种加热切削法的特点及问题。也进行了概括。本文认为:加热切削是对难加工材料进行高效率切削的有效方法之一,在我国有极大的推广和应用价值。     

导电加热切削温度的检测和控制

从实际应用出发，地导电加热切削的温度检测方法和加热电流控制进行了分析和实验研究，以高频ＩＧＢＴ逆变开关电源进行试验，设计了导电加热切削加热温度控制系统，并进行了切削实验。     

淬火钢的等离子加热切削法

本文介绍了淬火钢的等离子加热切削法．分析了加热切削法可能采用的各种热源和等离子作为热源的理由，并介绍了加热时间和加热深度的控制与调整方法，及淬火钢加热切削的机理。     

冷硬铸铁激光加热辅助切削实验研究

冷硬铸铁具有很高的硬度、强度和很好的耐磨性，但其切削加工性能很差。激光加热辅助切削是加工冷硬铸铁这种高硬材料的有效方法。进行了常规切削和激光加热辅助切削对比性实验研究，检测了切削力随切削深度和切削速度的变化规律，实验结果表明，激光加热辅助切削冷硬铸铁时切削力下降非常明显，接近50％；进行刀具磨损实验，加热辅助切削明显减轻了刀具的磨损，磨损量降低了24％，提高了刀具的寿命。     

加热区金属组织变化与加热切削深度的关系

本文通过等离子弧加热切削中金属表面软化层金相组织分析，来研究在一定加热条件下的切削深度，并提出４５＃和９ＳｉＣｒ两种淬火钢在一定加热条件下的合适切削深度。     

陶瓷材料激光加热辅助切削温度场分析

对激光加热辅助切削时的温度场进行了分析研究。在建立激光加热及切削温度场数学模型的基础上,利用有限元数值分析的方法,对激光加热辅助切削时的 温度场进行了分析计算。计算的结果表明,激光加热辅助切削时,由于激光加热温度场和刀具切削温度场的叠加作用,使切削区的温度很高,其高低的程度和激光加热点到刀具的距离以及切削速度有关,另外还与被加工材料的热物理性能有关。     

加热切削中等离子弧加热能力的试验研究

本文通过空气等离子弧加热试验，研究了电弧电流，切削速度等因素对等离子弧加热能力的影响，并给出了一些加热切削的实用数据。     

激光加热切削

分析了激光加热切削的机理与优越性，研究了激光参数与切削力和切削温度的关系。     

陶瓷表面激光加热温度场的分析

激光加热辅助切削是解决陶瓷这种硬淬发削加工的有效方法,本文主要根据激光加热辅助切削的特点,建立激光架势挛数学模型,采用解析法,从理论上分析了激光对陶瓷加热时温度场的分布规律,计算分析了对四种陶瓷材料进行激光加热时,热影响深度和温度的变化规律,为陶瓷激光加热辅助切削奠定了理论基础。     

激光加热辅助切削技术及研究进展

激光加热辅助切削技术将激光作为热源来提高切削区的温度,达到降低切削力、延长刀具寿命、提高表面质量及加工效率的目的.介绍了激光加热辅助切削技术的特点、加工方式及加工机理,从仿真研究与试验研究两方面,对激光加热辅助切削技术的研究现状进行了分析和总结,讨论了其研究的发展方向.     

基于2D元胞自动机的铣刀片温度场模型建立

铣刀片在切削过程中受到周期性的热冲击,切削热产生的恶劣的温度场对刀片造成破损,温度场在铣刀片切削过程中呈现出非常复杂的变化,研究切削热和切削温度的产生和变化规律是揭示刀具破损磨损的产生机理的重要手段.针对这一问题,采用元胞自动机思想,建立以元胞自动机理论为基础的2D铣刀片的温度场模型,模拟切削过程中温度的分布,解决其他技术无法精确计算刀片中温度场分布的问题.     

切屑自然卷曲机理的探索

通过建立切削过程的传热学模型，推导出切屑内部的温度分布，指出切屑内的温度场是一非均匀场，该温度场对切削自然自然卷曲机理有重要影响。     

自然对流状态下横圆管圆周上管壁温度变化率

通过实验测试，研究了空气自然对流状态下横圆管被稳态加热时管壁温度圆周方向温度变化率．热管壁与周围冷空气圆周方向自然对流换热强度决定了管壁温度圆周方向温度变化率．文章揭示管壁温度圆周方向温度变化率的同时，对形成自然对流换热的热传导和热对流的复杂抽象过程作了分析和描述．     

航空铝合金高速铣削加工的有限元模拟

研究了铣削加工模拟所涉及的切削层的等效简化、工件材料的流动应力模型、刀屑接触面的摩擦模型和热传导控制方程等关键技术，并针对铣削加工的特点，建立了铣削加工模拟的有限元模型，基于此模型对高速铣削加工航空铝合金7050 T7451的切削力、应力和温度进行了有限元模拟.通过铣削力实验测得了同样切削条件下的铣削力值，其值与数值模拟结果比较吻合，证明了所建有限元模型的正确性，从而也表明了采用此模型进行的应力和温度的模拟结果是可信的.铣削加工有限元模拟研究为铝合金切削加工的工艺参数优化、刀具的优选和工艺规划奠定了基础.     

激光切割筛管中的温度场与热影响区研究

在求解温度场的数学模型时,采用了更接近实际状况的变物性非线性热传导方程.应用有限元法,数值求解了激光切割这种高能流密度、移动点热源所形成的非稳态温度场,得到了激光切割石油筛管过程的传热规律.结果表明:激光切割石油筛管的过程是在热源附近形成一个准稳定高温区,即对于以热源中心为原点的移动坐标系,该温度区内的温度不随时间而变化,并且不同输出功率的热影响区不同.     

端铣切削可转位铣刀片刃前区温度场分析

端铣切削难加工材料3Cr1Mo1/4V过程中产生切削高温,导致刀片破损速度加快,使用寿命降低.因此精确控制切削热和准确测量切削温度成为决定此类难加工材料切削性能的关键因素.通过可转位铣刀片断续车削模拟端铣切削的实验方案,利用红外辐射测温法分析切屑自由端表面的温度分布规律,并借助有限元软件的热传导单元获得刀-屑接触区及切屑内部的温度场分布.研究结果表明,断续切削实验方案及有限元模拟可有效用于铣刀片刃前区温度场分析,从切屑一侧研究切削热及切削温度,为优化设计铣刀片槽型,提高刀具寿命和加工效率等奠定基础.     

嵌入式微通道传热特性及局部热点尺度效应

通过实验测试结合理论分析,研究嵌入式微通道冷却系统的传热特性及局部热点的尺度效应. 测试芯片加工采用MEMS工艺,微通道层与顶层之间的连接采用硅硅直接键合,芯片与电路板（PCB）之间的连接采用倒装焊接. 研究结果表明,采用嵌入式微通道设计极大地缩短了微芯片到微通道的导热距离,可以显著地减小微芯片到环境的热阻. 根据测试结果可知,在100 W/cm²均匀热流密度的条件下,使用6.84 mW/cm²的泵功,可以将模拟IC热源的温升控制到小于40 K,能效比超过14 000. 在非均匀热流密度的条件下,局部热点的存在会增大导热热阻在总热阻中的占比,局部热点尺度越小,热点附近的侧向热传导越严重,导热热阻越大,这减小了对流换热热阻在热点区域总热阻中的占比,使得增大对流换热系数带来的总热阻降低效果减弱.     

大功耗航天器件散热处理方法的工艺研究

在真空环境中,印制板上大功耗器件的散热方法主要采用传导散热,因此增加大功耗器件与印制板接触面积是降低芯片热量的最好办法。如何对大功耗芯片与印制板之间缝隙灌注材料和灌注工艺选择,是解决大功耗器件散热效果直接体现。选用稀释后的DBSF-6101三防保护剂对航天产品印制板上大功耗器件进行温度散热灌注处理的工艺方法,该工艺方法可以解决印制板上大功耗器件在真空环境中散热由辐射散热转变为传导散热,大大降低印制板上大功耗器件表面温度。     

航空钛合金高速切削有限元建模

为了正确模拟钛合金Ti6Al4V高速切削过程中锯齿状切屑形成的过程,深入研究有限元建模过程中有限元模型的建立、材料本构关系、切屑分离准则、材料失效准则、切削热动态耗散与热传导等关键技术.结合实例,分别采用热力耦合分析和绝热分析对钛合金Ti6Al4V的加工过程进行正交切削有限元模拟.通过对2种模型获得的应力分布、温度分布、切削力曲线进行分析,以及将2种模型获得的锯齿状切屑与实际切屑形状进行对比,证明了绝热剪切是导致高速切削钛合金生成锯齿状切屑的原因.     

硬态干式切削过程的有限元仿真

为研究硬态干式切削过程中切削条件对切削温度的影响规律,以通用有限元软件MARC为平台,运用局部网格加密技术,建立了PCBN刀具车削GCr15材料的二维热力耦合有限元模型．模拟结果表明,切削温度随切削速度、切削厚度增大而增大,当切削速度大于220m／min时,由于金属的软化效应,温度升高的趋势随速度的增加而变缓;切削厚度对温度的影响没有切削速度影响大;用圆弧倒棱代替负倒棱切削有利于降低刀具的最高温度．