金刚石干切圆锯片的热应力分析

本文建立了金刚石干切圆锯片的热应力分析模型,采用有限元的方法对在圆盘基体上开空冷槽孔的金刚石干切圆锯片,以槽的宽度、槽孔方位角（槽孔与弦线之间的夹角）、槽的位置（槽孔圆心与锯片中心的距离）、槽的个数及槽的长度等结构参数为试验因素,进行热应力的计算,探讨各种结构参数对锯片结构热应力及变形的影响。分析结果表明,在相同载荷作用下,开有空冷槽孔的锯片平均温度降低约35％;切向变形比普通锯片小30％以上,径向、轴向变形大部分小35％以上。合理结构的开空冷槽孔锯片能明显降低锯片的平均温度与变形。     

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟(二)——以新型半圆形水槽锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕新型半圆形水槽和传统U型水槽的2种齿形结构,以数值模拟对比研究金刚石圆锯片的锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,新型半圆形水槽锯片较传统U型水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少11.56%,第一、第三主应力分别降低24.04%和34.19%,因而其承受大载荷和耐冲击性能良好。      

基于ANSYS的组合结构金刚石圆锯片基体离心力效应的分析

提出一种切割幅面宽度达到其直径2/3的组合结构金刚石圆锯片基体.利用有限元软件ANSYS对φ1800mm的组合结构金刚石圆锯片进行了变形和应力分析,分析总结出了组合结构金刚石圆锯片在仅受离心力、锯切力、离心力和锯切力共同作用下的变形和应力分布的特点、规律和相互影响关系.通过正交表设置不同的加工工艺参数,经过多次有限元分析计算得出组合结构金刚石圆锯片二种最优参数组合:进给速度200 cm/min、线速度30 m/s时,切割深度2～2.5 cm为好;线速度30 m/s、切削深度1 cm时,进给速度500 cm/min为好.     

金刚石圆锯片轴向变形测试系统的构建与实验研究

借助位移传感器、信号调理模块和数据采集卡等硬件,并应用NILabVIEW图形化编程软件构建了具有数据采集和分析处理等功能的金刚石圆锯片轴向变形在线监测虚拟仪器系统。利用该测试系统对锯切花岗石过程中金刚石圆锯片的轴向变形进行了实验研究,分析锯切参数对锯片轴向偏摆的影响。结果表明：锯切时,锯片的轴向偏摆随切深的增大而增大,随进给速度的增大而增大,且切深对轴向偏摆的影响较进给速度大。     

金刚石圆锯片水槽的结构优化

本文建立了金刚石圆锯片的切削力分析模型,采用有限元的方法对金刚石圆锯片的水槽结构,以水槽的倾斜角度（水槽与径向之间的夹角）、水槽的底孔半径、水槽左、右侧边的角度结构参数为试验因素,进行静力分析计算,探讨各种结构参数对锯片最大VonMises应力的影响。分析结果表明,在相同的工作条件下,合理的水槽结构能使锯片的应力分布均衡,高应力区均大大缩小,当水槽的倾角为γ=8,R=4．5,Ф=ψ=5时,锯片的锯切效果最好,最大Von Mises应力降低13．87％,从而提高锯片的使用寿命。     

激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体 ,用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态 ,并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

基于声发射技术金刚石组合圆锯片干切混凝土的切削状态研究

通过自行设计的多孔与非等弧长节块组合金刚石锯片与普通锯片的对比分析,揭示组合结构金刚石锯片的切削特征.通过分析金刚石圆锯片在锯切过程中混凝土声发射信号和锯切力信号特征,得出切削速度、进给速度、切削深度对AErms峰值平均值和Z轴锯切力的影响.结论表明声发射信号的变化规律与锯切力信号的变化规律有较好的一致性.其它切削条件不变,随着切削速度的增加,声发射均方根值和切削力平均值都减小;随着进给速度、切削深度的增加,声发射均方根值和切削力平均值都增大.且自行设计的组合锯片整体性能优于普通锯片.     

激光切缝金刚石圆锯片的降躁机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体，用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态，并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

基于多元非线性回归分析法的圆锯片锯切花岗岩锯切功率预测模型

根据φ350 mm金刚石圆锯片锯切花岗岩的实验数据,利用多元非线性回归分析法建立了金刚石圆锯片锯切花岗岩的锯切功率预测模型。通过实验数据与模型预测数据比较,验证了该预测模型的可行性。结果表明:多元非线性回归分析法预测模型的拟合效果较好,预测的锯切功率与实验锯切功率相比,相对误差绝对值的平均值仅为2.17%;影响圆锯片锯切功率的最主要因素为进给速度,其次为金刚石磨料的综合强度,最后为锯切深度。      

考虑热应力的金刚石圆锯片屈曲分析

本文建立了金刚石圆锯片的切削力分析模型,通过对锯片有限元模型进行有限元特征值屈曲分析,非线性屈曲分析以及考虑热载荷作用的非线性有限元屈曲分析,得到锯片在三种条件下的屈曲临界载荷,分析结果表明,当径向力为11 250 N/ m,切向力为280 012 N/ m时锯片发生屈曲。锯片的初始缺陷和热应力是锯片产生屈曲的主要因素。对比实验测试的数值,实际锯片屈曲变形状况与分析变形结果一致。此分析对产际工程应用及更深层次的屈曲分析具有一定的指导意义.     

基于MQL的碳纤维复合材料制孔表面质量及切削力试验

目的 减少碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔表面毛刺及边缘凸起等缺陷。方法 对比研究在干切削和微量润滑(MQL)2种加工条件下碳纤维增强复合材料(CFRP)的制孔,在切削速度一定时,探究切削方式、进给速度对制孔尺寸精度、表面质量、切削力的影响。采用方差分析对各影响因素及其权重进行分析。结果 得出了切削方式和工艺参数对制孔尺寸精度、切削力、表面质量的影响规律。试验结果表明,在微量润滑条件下,由于润滑和降温的影响,表面毛刺得到有效去除,纤维断面平整,剪切作用明显,抑制了由温升所引起的边缘隆起膨胀现象,试样的表面质量得到显著提高,切削力整体降低。在干切削和微量润滑条件下对制孔尺寸精度影响最大的是切削方式。对于切削力,在干切削时受到切削方式的影响最大,在微量润滑条件下受到进给速度的影响最大,随着进给速度的增大而增大。结论 在现有试验条件下,微量润滑的加工质量总体上优于干切削的加工质量,其制孔尺寸的精度整体更高,其切削力最大降低了84.26%。     

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟——以钥匙孔水槽底孔中镶铜钉的锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕传统钥匙孔水槽和钥匙孔水槽的底孔中镶铜钉的2种齿形结构,以数值模拟的方式对比研究其锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,钥匙孔水槽底孔中镶铜钉锯片较传统钥匙孔水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少6.36%,第一、第三主应力分别降低38.04%和41.36%。在钥匙孔水槽的底孔镶入铜钉的方式可以提高锯片的耐冲击性,适用于更大载荷的应用场景。      

基于ANSYS的高速旋转刀具系统离心力效应的分析

随着切削速度的提高，刀具系统在离心力的作用下发生很大变化，直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。文章通过先进的非线性有限元技术分析了离心力对刀具系统特性的影响。研究表明，对刀具系统进行动平衡，消除不平衡量对高速切削具有积极意义。     

海洋废弃平台桩基拆除绳锯机切割驱动性能研究

海洋废弃平台拆除过程中可以采用绳锯机切断桩基,适当大小的切割驱动力是绳锯机安全稳定工作的前提条件.介绍绳锯机工作原理,分析绳锯机平稳运行与非平稳运行过程中的切割驱动力计算方法.根据绳锯机的一些已知设计条件,采用非平稳运行时的算法计算了绳锯机的关键驱动几何参数.实验结果表明,由此参数设计的绳锯机能够满足实际桩基切割要求,同时分析了金刚石颗粒的存在对驱动过程的影响.     

钛合金Ti-6Al-4V纵扭超声铣削残余应力试验研究

目的 提出将纵扭超声振动和铣削加工相复合,对钛合金Ti-6Al-4V进行试验研究,探索工艺参数对加工残余应力的影响规律,实现钛合金的压应力抗疲劳制造。方法 通过试验对比分析了纵扭超声铣削和传统铣削在切削力、切削温度和残余应力的差异性。采用正交试验和单因素试验相结合的方法,同时考虑因素交互作用,研究了加工参数、冷却润滑条件以及刀具磨损对加工残余应力的影响。结果 相较于传统铣削,纵扭超声铣削能够使平均切削力降低约16.3%,切削温度降低约25.6%,表面残余压应力值增加31.3%。在所选参数范围内,径向切深对表面残余应力的影响较大（贡献率为34.1%）,而振幅影响较小（贡献率为6.5%）。表面残余压应力值随着铣削速度、每齿进给量以及径向切深的增大有不同程度的降低,随着振幅的增大有一定程度的提高。采用乳化液作为切削液能够提高加工表面的残余压应力值,而干式切削能够获得和在水、油切削液条件下相当的加工表面残余压应力值。工件表面的残余压应力值随着刀具磨损的增加而逐渐减小。结论 纵扭超声铣削能够有效降低切削力和切削温度,提高加工残余压应力值,同时选择适当的工艺参数及润滑冷却条件可进一步增大表面压应力值,可作为一种可靠的压应力制造技术。     

Water-assisted laser thermal shock machining of alumina

A combined experimental and computational approach was undertaken to investigate water-assisted laser cutting of 96% pure alumina specimens through controlled thermal shock fracture mechanism. A low-power CO₂ laser (<300 W) was used for localized heating and scribing of alumina samples followed by water quenching to induce thermal stress cracking. In order to elucidate the cutting mechanisms and identify the regime of processing conditions suitable for controlled fracture, laser cutting experiments were performed under two different environments: water-assisted laser cutting and dry laser cutting. Temperature profiles of the heat-affected zones were obtained using thermocouples and data acquisition system. Finite element analysis was applied to predict the temperature and thermal stress distributions developed during both water-assisted and dry laser cutting operations. Temperature histories of the samples recorded during cutting were compared with numerical model predictions to determine heat transfer parameters associated with wet and dry laser cutting of alumina samples. Both experimental data and numerical analysis indicate that water quenching makes a substantial difference in thermal stress distribution, which governs the ability to control the fracturing of alumina. This in turn, resulted in better control of cutting and higher feed rates than previously reported in laser machining of alumina.     

空气喷射辅助少量润滑对航空铝合金7050 T7451铣削力的影响

为了提高少量润滑的冷却润滑效果,提出了空气喷射辅助少量润滑的方法,并利用建立的空气喷射辅助少量润滑系统对航空铝合金7050-T7451进行铣削实验。通过采集切削力信号对干切削、不同切削液流量的空气喷射辅助少量润滑切削和湿式切削进行比较研究。结果表明:干切削条件下的切削力大于空气喷射辅助少量润滑的切削力,且随着切削液流量的增大,气液两相冷却润滑介质的润滑能力增强,导致切削力呈减小趋势;空气喷射辅助少量润滑与湿式冷却润滑两种条件下的切削力相比,总体来说前者小于后者,这一现象表明空气喷射辅助少量润滑的润滑效果优于湿式冷却润滑,但切削液的使用量仅为后者的3%。     

PCD圆锯片锯齿结构参数计算机模拟优化设计

PCD木工圆锯片的锯齿结构参数对切削过程中刀具磨损起决定性作用,它的尺寸变化直接影响加工工件的表面质量及精度。采用有限元的方法对不同结构参数PCD木工刀具圆锯片切割时的受力及变形情况进行了模拟计算分析,发现:其加工中的最大压应力集中在锯齿背部区域、最大拉应力集中在锯齿根部附近区域,最大变形在切削速度方向,其最佳锯齿结构参数为前角γ=15°、后角α=15°。