刃口钝化对高速钢丝锥可靠性的研究

以应力强度干涉模型为基础,以刀具材料本身的临界疲劳应力小于刀具加工时刀头内的最大应力为失效判据,建立破损可靠性理论模型。对钝化处理后的丝锥进行可靠性试验并验证可靠性模型的正确性,通过对比得到刃口钝化处理对高速钢丝锥可靠性的影响。     

涂层高速钢丝锥高速攻丝加工中的性能和寿命试验

采用Ti N涂层和未涂层M35高速钢丝锥进行高速切削试验,通过通用刀具寿命函数建立了丝锥寿命随切削速度变化的关系。结果表明,Ti N涂层高速钢丝锥在较高的切削速度下攻丝加工40Cr-32HRC时可获得较长的切削寿命;根据通用刀具寿命函数模型论证了在一定切削条件下通过选择合适的切削速度范围,能使切削丝锥获得较长的切削寿命。     

超硬高速钢及普通高速钢丝锥的使用寿命

对超硬高速钢中铝高速钢与普通高速钢的红硬性进行了对比试验，对三种材料的丝锥进行了切削试验研究。结果表明：铝高速钢、钴高速钢丝锥的使用寿命比普通高速钢有较大的提高；对普通高速钢成品丝锥进行深冷处理同样能提高其使用寿命。     

镶齿硬质合金丝锥的开发

硬质合金丝锥由于其比高速钢丝锥高得多的耐磨性而得到越来越广泛的应用,大量用于铸铁、铝合金、硬青铜、耐热合金、淬火钢及硬塑料、玻璃钢等零件上螺纹孔的加工。由于其丝锥刃部是硬度很高的硬质合金材料,加工此类丝锥时难度较大,用普通高速钢丝锥的工艺方法已无法满足要求,必须采用特殊的加工手段才能完成,因此丝锥制造难度大、成本高。不仅如此,     

伊斯卡新型ONETAP丝锥

<正>ONETAP新丝锥系列的切削刃形状经过优化,通用于各种被加工材料的加工。该款丝锥的形状依据高技术标准而制造,受专利保护,具有以下优点:降低并很好地分解切削载荷,有效消除了丝锥的过载;切削加工表现稳定,可确保高的被加工表面质量;相比于当前的丝锥,ONETAP丝锥刀具寿命最高达两倍(需取决于切削参数及工件材料)。     

高速钢丝锥刃口电解强化技术

研究一种刀具刃口的电解强化方法,以期提高刀具寿命和切削稳定性.设计刀具刃口电解强化装置和工艺流程.以高速钢丝锥为实例,确定刀具刃口电解强化的电解液配方,选择阴极材料等工艺参数,研究刃口强化量与极间距离、电流密度、抛光持续时间和极间电压之间的关系.用优化工艺参数电解强化处理丝锥,刃口整齐,丝锥各刀齿刃口强化量均匀,符合刃口强化的几何形状,刃口强化后丝锥前刀面表面粗糙度降低.利用以上研究结果,进行切削40Cr、ZG230～450和1Cr18Ni9Ti的切削试验,加工400r和ZG230～450丝锥寿命提高2倍左右,加工不锈钢丝锥寿命影响不明显.研究表明,采用电解强化方法处理高速钢丝锥可以提高其使用寿命,效果与被加工材料和刃口强化量有关.     

氟金云母陶瓷车削加工中刀具磨损的研究

分别用高速钢刀具、硬质合金刀具和Si3N4陶瓷刀具对氟金云母可加工陶瓷进行车削加工试验,考察了氟金云母陶瓷车削加工中刀具的磨损过程、磨损形态及失效原因。SEM电镜观察和能谱分析表明,刀具磨损主要发生在后刀面和刀尖处,刀具磨损的主要形式有磨料磨损、粘结磨损,材料高硬度、低热导率是引起刀具磨损的主要原因。刀具破损的主要形式为高速钢刀具切削刃塑性变形和陶瓷刀具的崩刃。刀具与工件的组织不均匀,以及切削过程中产生的冲击性机械应力和热应力是刀具破损的主要原因。     

伊斯卡ONETAP新丝锥，用于各种被加工材料的攻螺纹

伊斯卡推出ONETAP丝锥,新丝锥系列切削刃形状经过优化,通用于各种被加工材料的加工。     

小螺孔加工用窄小刀片

<正> 美国VNE公司开发了一种用于小螺孔加工的窄小刀片(Mini Thread刀片),该刀片带有双棱车螺纹刃,可车削螺纹的最小孔径为7.3～8.0mm,但要根据加工的螺纹形状而定。该刀片安装在刀杆上,有4种有效长度,最长为43mm。刀片可加工螺距为0.5～2.0mm的所有通用螺纹的全轮廓或部分轮廓。两个切削刃位于刀片的相对面上,当用一个切削刃进行切削时,另一个切削刃可得到很好的保护。这种窄小刀片可采用PVD涂层的高速钢或硬质合金制成,加工出的螺纹质量比攻丝效果好。对于象不锈钢之类的材料,用丝锥加工螺纹常会发生折断现象,如     

基于AdvantEdge FEM的高速钢丝锥攻铝合金的参数优化

采用Pro/E并改变丝锥前角和锥角,对丝锥进行三维建模,三维切削仿真软件为Advant Edge FEM。利用多指标正交试验设计法,将丝锥切削过程中的温度、扭矩及轴向切削力这三个指标的最大值作为攻丝性能评价指标,对高速钢丝锥切削铝合金进行数值模拟及丝锥参数优化。通过试验可知,当高速钢丝锥前角为10°、锥角为8°、主轴转速为900r/min时,攻丝性能最佳。     

Dynamic reliability sensitivity of cemented carbide cutting tool

Influence of geometric and cutting parameters of cemented carbide cutting tool on reliability of cutting tool has become more and more mature, yet influence of its physical and material parameters on reliability is still blank. In view of this, cutting test and fatigue crack growth test of YT05 cemented carbide cutting tool are conducted to measure such data as the original crack size, growth size, times of impact loading, number and time of cutting tool in failure, and stress distribution of cutting tool is also obtained by simulating cutting process of tools. Mathematical models on dynamic reliability and dynamic reliability sensitivity of cutting tool are derived respectively by taking machining time and times of impact loading into account, thus change rules of dynamic reliability sensitivity to physical and material parameters can be obtained. Theoretical and experimental results show that sensitive degree on each parameter of tools increases gradually with the increase of machining time and times of impact loading, especially for parameters such as fracture toughness, shape parameter, and cutting stress. This proposed model solves such problems as how to determine the most sensitive parameter and influence degree of physical parameters and material parameters to reliability, which is sensitivity, and can provide theoretical foundation for improving reliability of cutting tool system.     

陶瓷刀具的破损寿命及其可靠性

利用切削试验与Monte Carlo仿真相结合的方法，建立了刀具破损寿命与抗弯强度的函数关系，给出了计算陶瓷刀具破损寿命可靠性的计算模型。计算结果证明，在切削条件不变的前提下，破损寿命由抗弯强度决定，其可靠性受抗弯强度的Weibull分布参数的影响。     

复杂载荷作用下压气机叶片疲劳寿命数值分析

为提高叶片服役寿命,在计算叶片应力分布并预测其在复杂载荷作用下的疲劳寿命后,基于逆向工程建立了三种不同精度的叶片模型;考虑离心和气动载荷作用,求解压气机叶片复合载荷作用下的应力分布规律;通过叶片模拟件疲劳试验,确定TC4钛合金疲劳极限,拟合寿命模型参数;利用非线性连续损伤力学模型预测叶片在典型工况下的疲劳寿命。结果表明：不同模型的应力及寿命计算值存在一定差异,开展叶片数值分析时,需考虑计算模型还原叶片几何特征的精度对计算结果的影响。     

复合材料层合板疲劳寿命的可靠性分析

基于唯象的剩余强度衰减模型与蔡－希尔静强度判据,建立单向层合板在任意复杂面内应力作用下的疲劳失效准则。利用蒙特卡洛模拟方法计算层合板的疲劳寿命,并对其进行可靠性评估。根据Ｔ３００／ＱＹ８９１１的三种典型层合板［０］１６、［９０］２４和［±４５］３Ｓ的拉—拉疲劳试验结果,利用蒙特卡洛模拟方法计算层合板的疲劳寿命,结果表明寿命服从Ｗｅｉｂｕｌ分布。     

随机恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉模型

用于与时间无关的失效模式(例如静强度失效)的失效概率或可靠度计算的"应力-强度干涉模型"已很成熟,但要将干涉分析的概念与方法应用于与时间相关的失效模式(例如疲劳、磨损和腐蚀等)还存在许多困难,即使对于存在不确定性的恒幅循环载荷下的疲劳可靠性问题,目前也还没有像静强度应力-强度干涉模型那样简单、直接、有效的方法及数学模型.在概率统计平均的意义上重新解释传统的两个随机变量干涉分析的基本概念及模型,将干涉模型解释为载荷加权平均模型.具体地讲,就是将应力-强度干涉模型解释、拓展为强度超越(载荷)概率的(载荷)统计加权平均模型,或给定应力下的条件失效概率的随机载荷加权平均模型.这样,传统上只能应用于相同量纲随机变量(例如应力与强度)的干涉模型就可以拓展应用于具有不同量纲随机变量(例如应力与寿命)的情形,例如随机载荷下的疲劳失效概率(寿命小于指定值的概率)或可靠度(寿命大于指定值的概率)计算.应用这样的模型,可以很方便地根据几个确定性恒幅循环载荷下的疲劳寿命分布,预测随机恒幅循环载荷作用下的疲劳失效概率或可靠度.     

A novel prediction model for thin plate deflections considering milling residual stresses

Residual stresses induced by machining coupled with the initial stresses can significantly impact mechanical properties of workpieces such as distortion, corrosion resistance, and dimensional stability. The redistribution pattern of residual stresses is extremely complex. The stress relieving can seriously deform the workpieces and reduce the fatigue life. Therefore, deflection prediction is critical for design, control, analysis, and management of machining. In this paper, an integrated modeling method is introduced to predict the deflection caused by milling residual stresses, to be more exact, to map the relationship between the deflections and the cutting parameters. Response surface design (RSD) is utilized to develop a new mathematical model which can predict the residual stress profiles of the workpieces along the cutting direction based on different cutting parameters. Then, the deflections are derived based on the estimated stress profiles and mechanics of materials theory. A finite element analysis model (FEM)-based simulation experiment using aluminum alloy 6061 as a case study has been implemented. The results from experiments indicate that the proposed approach could precisely estimate the residual stress profiles for given cutting parameters and effectively predict the deflections of the workpieces caused by residual stress.     

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。     

基于刀具可靠性的最大生产率优化模型研究

在刀具寿命分布参数神经网络预报技术的基础上，建立基于刀具可靠性的最大生产率优化模型，提出实用的优化方法，根据新的优化模型，以最大生产率为目标函数可以对不同换刀方式下切削用量和换刀间隔进行宽范围优化。对自动化切削加工实例的优化结果表明，新的优化模型适合于自动化切削加工过程的优化。     

Life Distribution Transformation Model of Planetary Gear System

Planetary gear systems have been widely used in transportation, construction, metallurgy, petroleum, aviation and other industrial fields. Under the same condition of power transmission, they have a more compact structure than ordinary gear train. However, some critical parts, such as sun gear, planet gear and ring gear often suffer from fatigue and wear under the conditions of high speed and heavy load. For reliability research, in order to predict the fatigue probability life of planetary gear system, detailed kinematic and mechanical analysis for a planetary gear system is firstly completed. Meanwhile, a gear bending fatigue test is carried out at a stress level to obtain the strength information of specific gears. Then, a life distribution transformation model is established according to the order statistics theory. Transformation process is that, the life distribution of test gear is transformed to that of single tooth, and then the life distribution of single tooth can be effectively transformed to that of the planetary gear system. In addition, the effectiveness of the transformation model is finally verified by a processing method with random censoring data.     

随机载荷下疲劳寿命的估算

复杂随机载荷下疲劳寿命的评估，一直是工程上所关心的问题之一。在设计阶段，通常难以确定详细的应力历程，因而也无从进行循环计数和累计损伤。本文基于传统的疲劳设计思想和概率分析方法，综合考虑平均应力的影响和疲劳寿命固有的分散性，研究了宽带随机载荷作用下疲劳寿命的估算问题