用自然热电偶法测量刀具前刀面的温度分布

自然热电偶法是测定切削温度的主要方法,但由于结构的限制,它只能用于测定切削区的平均温度。本文根据自然热电偶法的测温原理,设计了测定刀具前刀面温度分布的测温车刀,并用它研究了前刀面上的最高温度及其位置的变化规律,从而扩大了自然热电偶法的应用范围。     

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.     

奥氏体高锰钢的切削过程与形变强化规律

金属切削过程是切削层金属的塑性变形和断裂过程 .切削过程中 ,金属的形变强化、裂纹形成与长大的知识对理解切屑分离和流出是必要的 .本文应用快速落刀及金相分析方法研究了奥氏体温锰钢 5 0Mn18Cr4切削变形过程中的形变强化和微裂纹形成与扩展规律 .研究表明 ,切削过程中的形变强化规律符合幂函数规律 ;切削刃处切削材料的分离是该局部材料形变强化达到断裂应力的结果 ;奥氏体高锰钢切屑属挤裂型切屑 ;切屑断裂源于剪切带 ;在切屑沿前刀面流出过程中 ,因流速不等而产生的弯矩是导致切屑局部剪切失稳的重要原因     

钛合金切削绝热剪切带形成过程的有限元分析

采用有限元模拟方法对钛合金切削加工中的绝热剪切带形成过程进行了研究.通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型.利用该有限元模型模拟和分析了钛合金TC4切削绝热剪切带形成的全过程,得到了与试验相似的锯齿状切屑,切屑中绝热剪切带分布规律与试验结果较为一致,切削力模拟结果与试验数据相吻合.研究结果表明,刀尖处首先形成小的变形区并逐渐扩展至切屑表面,变形区发生集中滑移,锯齿节块滑出,最终形成变形高度集中的剪切带;绝热剪切带内的温度相当高,而其两侧材料温度较低;绝热剪切带的形成与弹性能释放密切相关,弹性模量越小,切屑锯齿化程度和剪切带间隔时间越大.     

切削条件对刀具中应力分布的影响

本文通过对加工过程的分析,计算得到了不同切削条件下刀具前刀面应力分布的具体表达式;利用有限元方法计算了二维切削时刀具各点的应力分布,初步探讨了不同切削条件对刀具中应力分布的影响。在计算的基础上,提出了刀具前刀面与切屑分离点附近压应力较为突出的原因是由于外载荷变化梯度较大所引起的看法。     

正交金属切削温度场有限元分析

目的研究正交金属切削系统温度分布规律,建立其温度场有限元分析模型. 方法给出切削力、剪切角等易测量实验数据,并利用热传导有限元法计算多种切削条件下系统温度分布. 结果计算结果与经典实验结果吻合较好,并给出了切削参数对切削温度的影响. 结论该有限元分析模型设计合理,是研究正交金属切削系统温度分布规律的可行方案.     

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。     

二维正交金属切削温度分布计算机仿真理论分析

本文作为金属切削计算机仿真的一部分，讨论了二维正交切削中切削热的产生与传出特点，研究了包含工件、刀具和切屑的系统温度分布，并推导了基于有限元法的稳态切削温度场刚度矩阵方程式。     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

特厚钢板V型坡口单面焊接热循环测定实验

焊接温度场是一个温度变化率很大的动态温度场,使用热电偶测定温度场是测定焊接温度场的重要手段.采用的测定系统是由K型热电偶和无纸记录仪组成,用来测定60 mm厚特厚钢板V型坡口单面自动焊的焊接热循环实验,得到了17道次焊接的实时温度数据.通过对热循曲线的研究分析,得到改善工艺手段、预测热影响区组织变化以及焊接应力分布的信息.     

控制刀一屑接触长度的直角切削研究

前言在切削过程诸现象中首先被人们注意的是切削过程中力的问题。金属切削科学研究领域的先驱者们也都是首先研究这一问题的。自从Piispanen和Merchant各自提出切屑形成的剪切理论以来,人们就开始重视对剪切区(第一变形区)和切屑—前刀面接     

切屑折断分析及其直接断屑技术的研究

金属切削过程中,材料的去除是以切屑的形式完成的.切屑的形状受切削条件,如:切削速度、切削深度、进给量、工件材料以及刀具结构等因素的影响,而切屑形状又是影响工件加工效率的重要因素之一.首先将金属切削过程中产生的切屑分为理想型切屑和非理想型切屑;通过河流冲刷理论,假设切屑流摩擦刀片前刀面形成月牙洼的设想,提出理想断屑槽设计方法;通过切削实验,绘制断屑槽断屑特性曲线,从而揭示切削条件对切屑折断的作用规律,并进一步分析断屑槽的各种断屑机理.研究数据可为硬质合金可转位刀片的设计提供借鉴.     

WC-Co涂层磨削过程中的温度与相变

针对WC-Co涂层在磨削中磨削温度会引起相变,进而导致磨削缺陷的问题,以DMU70V数控铣床为平台进行WC-Co涂层磨削实验,利用K型热电偶和DGF40N光纤式红外测温仪测量磨削温度,借助x-射线衍射仪分析磨削前后WC-Co涂层物相组成.实验结果表明,利用热电偶测得的磨削温度与根据磨削过程中WC-Co涂层物质相变推测得到的磨削温度相差较大,利用WC-Co涂层物质相变推测的磨削最高温度与DGF40N光纤式红外测温仪测得的磨削最高温度一致,说明可以利用WC-Co涂层物质相变来推测磨削最高温度,为一些不能直接测量磨削温度的场合提供了新方法.WC晶粒在WC-Co涂层干磨削时大多异质生核,磨削后产生的WC晶粒粒度大,从而导致WC-Co涂层的强度下降,WC-Co涂层不宜干磨削.     

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.     

基于损耗实验的电主轴温度场分析

目的分析高速电主轴温度场分布情况,为研究高速电主轴温升、热变形预测提供理论依据．方法建立高速电主轴1／4三维有限元模型,基于损耗实验计算主轴电机及轴承生热率前提下分析高速电主轴温升分布情况．通过电主轴测试系统建立温升实验,测量高速电主轴外壳不同部位温升验证有限元仿真结论．结果仿真结果表明：高速电主轴稳态温度场中转子处温度最高,温度为84．40C;高速主轴壳体最高温升出现在电主轴轴头处,温升为23℃,与实验结果相比误差为8．6％．结论通过分析温升仿真和实验得到高速主轴外壳不同部位温升不同,外壳温度变化是一个非线性变化过程,前2000s温度快速升高,2000s后温度逐步稳定．此结论为有效控制高速主轴温升,减小主轴变形及提高主轴精度提供理论基础．     

激光散斑干涉法测物体表面的温度场

本文阐述了用激光散斑干涉术测物体表面温度分布的基本理论与方法,并将激光散斑干涉法与常规热电偶法进行了对比,两种测量所得结果基本相同,但激光散斑干涉法对原温度场基本无干扰这一优点是常规热电偶法所无法做到的。     

基于有限元模拟的钛合金锯齿状切屑形成机理

为了研究钛合金切削加工中的锯齿状切屑形成机理,通过对材料本构模型、刀屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型,并经试验验证了该模型的正确性.利用该有限元模型模拟了钛合金Ti6Al4V锯齿状切屑形成的全过程,通过分析一个锯齿节块的形成过程,以及该过程中的切削力同步发展变化规律和第一变形区中不同部位的三点应力、温度曲线,揭示了钛合金锯齿状切屑的形成机理是靠近切削尖处的材料发生热塑性失稳,继而在整个第一变形区诱发集中滑移,造成绝热剪切,从而形成节块状的锯齿状切屑.     

一次气与二次气流量比对三元旋流燃烧室头部温度场的影响

本文叙述了带旋流器和主燃孔的模型燃烧室温度场实验研究结果,实验中采用乙炔气为燃料,在几个稳定状态下,用高温热电偶测量了燃烧室头部的温度分布,研究了余气系数,一次进气和二次进气对燃烧室内温度分布的影响,获得了一些规律性的认识。本文公布的数据可供验证数值计算结果和研制燃气轮机燃烧室作参考。     

航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟

针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050 T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化.     

铝合金三维铣削加工的有限元模拟与分析

针对铝合金材料7050T7451的铣削加工，将刀具视为刚体，前刀面和切屑间的摩擦定义为材料流应
力的函数，采用商业有限元软件DEFORM3D，建立了能够反应实际铣削状态的三维铣削模型.利用该模型模
拟了切屑的形成过程，获得了与实际切屑相似的屑形.通过分析铣削过程中的三维铣削力的变化，揭示了
刀 屑的接触长度.对应力、应变和切削温度分布的分析表明，应力主要集中在第一剪切区，而应变和温
度的最大值在刀 屑接触面上.