切削参数对切削能影响实验研究

切削能绝大部分会转化为切削热,进而直接影响切削温度,因此研究切削参数对切削能的影响规律对切削温度的研究有重要意义。文章以新型硬质合金微坑车刀切削304不锈钢为例,通过理论计算结合切削实验,研究新型硬质合金微坑车刀在切削过程中切削参数对切削能的影响。结果表明,对剪切能影响最大的是切削深度,其次是切削速度,最后是进给量;对摩擦能影响最大的是切削速度,其次是进给量,最后是切削深度。     

圆盘锯齿刀超声切削Nomex蜂窝芯力热分析

为探究Nomex蜂窝芯圆盘锯齿刀超声切削过程中切削参数与切削力热的映射关系,开展圆盘锯齿刀超声切削Nomex蜂窝芯复合材料仿真及试验研究,分析主轴转速、进给速度、切削宽度和切削深度对切削过程中切削力热的影响,建立了切削温度随进给速度、主轴转速的一次回归模型。结果表明:所建立仿真模型最大误差为11.2%,可有效预测切削力与切削温度;三向切削力随着切削宽度,切削深度,进给速度的增大而增大,随着主轴转速的增大而减小;进给速度与主轴转速对切削温度影响显著;实际加工中,应采用大切削深度与切削宽度增加切削效率,采用小进给速度和主轴转速以降低切削温度,减少刀具磨损。     

铝合金超声振动切削实验研究

利用自行设计的20 kHz超声振动切削系统,在不同的切削速度下,对航空硬铝(7075)进行非传统式的普通切削和振动切削对比试验。试验结果表明:振动切削的加工效果明显优于普通切削,振动切削存在一个最佳切削速度,振动切削加工的切削力明显小于普通切削加工,振动切削在加工过程中更加平稳。     

不同磨损量PCBN刀具椭圆振动车削仿真研究

通过改变刀具磨损量建立具有不同磨损状态的PCBN刀具切削镍基高温合金Inconel 718的仿真模型,设置边界散热条件模拟浇注式切削液冷却环境,分别进行椭圆振动切削仿真和普通切削仿真。研究了具有不同磨损量的PCBN刀具对椭圆振动切削过程中切削力、切削温度、切屑形态的影响规律,并与普通切削进行对比。结果表明:在刀具磨损量相同的情况下,椭圆振动切削的切削力、切削温度的曲线斜率是大于0并且小于普通切削的,而切削力、切削温度是影响刀具使用寿命的重要因素,因此相比于普通切削,椭圆振动切削的刀具寿命更长;椭圆振动切削所形成的切屑弯曲半径比普通切削小,有利于断屑。此外该研究结果数据也可以为椭圆振动切削加工Inconel 718过程中PCBN刀具磨损的实时监测提供依据。     

PCBN高速切削25CrMo4过程的切削温度研究

为获得25CrMo4淬火钢的最优切削参数,应用Deform-3D软件建立三维有限元模型并对切削过程进行仿真,获得了不同切削速度、背吃刀量和进给量下切削温度的变化规律,通过对模拟结果评估获得了最佳切削参数。在最佳切削参数下进行切削实验,结果发现:随着切削速度、进给量和切削深度的增加切削温度都呈上升趋势;不同切削速度下的切削温度实验与模拟值非常吻合,这表明在实验切削速度范围内切削温度是优化切削参数的最主要物理量。     

表面织构对GCr15淬硬轴承钢切削过程影响分析

针对GCr15淬硬轴承钢切削过程中由于切削力大、切削温度高而导致的刀具磨损加剧问题,在工件表面预置织构,通过有限元仿真结合正交试验对切削过程进行模拟,并通过信噪比分析方法进行优化分析,利用极差分析、方差分析确定最优切削参数组合以及切削参数对于切削力以及温度的影响程度。切削仿真结果表明:切削速度120 m/min、进给量0.05 mm/r、切削深度0.1 mm为最优切削参数组合。在最优切削参数条件下,通过对表面织构GCr15轴承钢进行切削仿真模拟,得到切削力以及切削温度的仿真结果。将表面织构和无表面织构的切削仿真模拟结果进行对比,结果表明表面织构切削仿真的切削力及切削温度都得到有效降低,有利于减少刀具磨损,提高刀具寿命。     

超声振动切削技术发展简述

超声振动切削作为一种特种加工方式,在金属切削、脆性材料与复合材料加工领域中有着广泛的运用。一维超声振动切削和椭圆超声振动切削是超声振动切削加工的两种常见形式,能有效地降低切削力、切削热,并提高刀具寿命和加工表面质量。高速超声振动切削作为一种新方法被提出,打破了前二者的临界切削速度,并在TC4钛合金切削实验中保持了超声振动切削的传统优势,同时实现了200~400 m/min的高速切削,将超声振动切削推入了高速化发展阶段。     

基于分子动力学的金属钛纳米振动切削研究

采用分子动力学模拟方法进行了金属钛的纳米振动切削和普通纳米切削的比较研究.结果表明:在相同仿真条件下,单向振动X、Y向切削力平均值仅为普通切削的1/3左右;椭圆振动切削(elliptical vibration cutting,EVC)相比单向振动切削,剪切角变大,切屑的塑性变形降低,同时主切削力以及背吃刀力值均降低;单向振动切削和EVC的切削温度呈近似正弦脉冲变化, 对比普通加工,振动切削的温度显著下降;相比于单向振动切削EVC的工件平均切削温度略高.     

基于分子动力学的金属钛纳米振动切削研究（英文）

采用分子动力学模拟方法进行了金属钛的纳米振动切削和普通纳米切削的比较研究。结果表明:在相同仿真条件下,单向振动X、Y向切削力平均值仅为普通切削的1/3左右;椭圆振动切削(elliptical vibration cutting,EVC)相比单向振动切削,剪切角变大,切屑的塑性变形降低,同时主切削力以及背吃刀力值均降低;单向振动切削和EVC的切削温度呈近似正弦脉冲变化,对比普通加工,振动切削的温度显著下降;相比于单向振动切削EVC的工件平均切削温度略高。     

高速切削GCr15切削力的仿真与实验研究

应用Deform-3D软件建立刀具-工件三维有限元模型,研究了PCBN刀具高速切削GCr15淬硬钢的切削机理,得出不同切削参数下切削力的变化规律,通过对模拟结果进行分析获得了最优切削参数。在最优切削参数下进行切削实验,结果发现:在切削深度和进给量不变的情况下,不同切削速度下的切削力模拟值与实验值变化趋势是一致的,并且其误差不超过10%,这表明利用Deform-3D有限元软件建立三维切削模型可以有效模拟PCBN刀具高速切削GCr15轴承钢的切削过程。     

超高速旋转金刚石划片刀制造工艺的研究

刀具在进行超高速切削工件时,刀具结构上及切削参数的变化会对工件的质量产生很大的影响。在超高速切削机床上用其进行切削实验,对切削硅晶片的划片刀的车削工艺、电镀工艺和后续加工工艺进行研究,利用改变切削参数中的走刀速度,并对切削之后的工件切缝宽度进行测量,得出切缝宽度与走刀速度关系,得出优化的切削参数。     

导电加热切削刀—工接触区电热状态的研究

导电加热切削时,刀－工接触区的状态与常规切削的不同。本文通过分析导电加热切削过程中的电物理现象,研究了导电加热切削刀－工接触区的电热状态有共特性。这对于研究导电加热切削的切削加工机理,电热特性和刀具磨损机理以及对导电加热切削实行状态控制将具有一定的指导意义。     

高速切削刀具技术的现状

高速切削作为先进制造技术，是切削加工的发展方向，现已成为切削加工的主流。包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削和大进给切削等，高速切削是一个相对概念，如何定义尚无共识，切削速度为普通切削５～１０倍的切削，刀具转速１０，０００～２０，０００rpm的切削，１９７８年CIRP切削委员会规定的５００～７５００m／min的切削。通常为高速切削，其特点是随着切削速度的提高，切削力可降低１５～３０％以上；切削温度增加逐步缓慢，加工表面质量提高１～２级，生产效率提高，降低制造成本２０％～４０％，可加快产品开发周期。大约…     

基于微切削的仿真模型研究

相对于宏观尺度的普通切削,微切削具有以尺寸效应为特征的独特性,宏观切削理论和方法不再适用于微切削的研究.文章从有限元、分子动力学、多尺度模型三个方面分析了微切削仿真模型的特点及其在微切削研究中的应用,并进一步对微切削仿真模型的应用前景和未来发展趋势进行了分析和研究.     

车梳复合切削特性试验研究

本文围绕车梳复合切削的轴向切削过程中的切削性能问题和切削效率问题,分别在相同的切削参数和材料去除率的条件下,对三种不同齿数车梳刀片的切削力和切削温度进行对比试验.探索了切削刃数目的变化对切削性能及切削效率的影响关系.切削试验包括梳切42CrMo的切削温度及切削力的测量.通过研究结果表明:不同齿数的车梳刀片在不同切削参数下切削温度和切削力有较大差异.在相同的切削参数条件下,多齿刀片的切削力与刀齿数量正相关,分配到每齿上的切削力值小于单刃切削时的数值.且三齿刀具与单齿刀具的切削力值相近;对切削温度而言,各刃口处测量值之间相差不大,单齿切削的切削温度比多齿刀片小.在相同材料去除率的条件下,单齿刀片的切削力数值较高,而三齿刀片和五齿刀片的该值相差不大,且单齿刀片加工后的表面粗糙度较其它两种刀片大.     

干切削时切削参数的选择和使用

在干切削中,刀具遇到的突出问题是严重的摩擦和高温,只要合理地选择切削用量,减小切削热和摩擦对加工过程的影响,可以减轻干切削的不利条件,有效提高干切削刀具的耐用度,使干切削像湿切削一样在生产中顺利进行。论文通过试验的方法来证明干切削完全可以取得良好的加工效果。     

高速列车车体铝合金薄壁中空结构件高效铣削加工研究

使用高速钢和硬质合金刀具,在采取较大的切削工艺参数组合条件下对6N01-T5铝合金薄壁中空W形型材结构件进行高效铣削加工试验.结果表明:高效铣削时切削力、切削振动、切削温度幅值变化剧烈;切削筋板交叉处的切削力可达1 800 N?3 500 N,切削振动振幅是切削单层处的1.6倍,最高切削温度比切削单层处的高出100℃;...     

重复纳米切削对γ-TiAl合金表面质量及亚表面损伤的影响

本文运用分子动力学方法对单晶γ-TiAl合金重复纳米切削过程进行了模拟,研究了重复纳米切削过程中的切削力和微观组织缺陷演化,分析了已加工表面的粗糙度和残余应力,讨论了重复纳米切削和单次切削之间的差异。结果表明：重复纳米切削伴随着位错的形成和湮灭,第二次切削过程中的位错线长度波动小于第一次切削,切削状态更稳定;加工初始阶段的切削力迅速增大,随后切削力进入稳定加工阶段。同时发现,第二次切削的切削力小于第一次切削的切削力;二次切削后,残余应力分布更加均匀,且刀具的二次挤压作用使得加工表面层残余压应力增大;二次切削加工可以提高表面质量和降低亚表面损伤,而残余压应力的增大及加工所需能量的增加降低了已加工表面的可塑性,使得第三次切削加工对二者没有明显改善。     

基于ANSYS的高速五轴数控加工中心球头铣刀切削温度仿真研究

以VMC656高速五轴数控加工中心为研究对象,研究了采用球头铣刀进行切削时,切削热所产生的温度对工件加工精度的影响。基于传热学和金属切削理论,建立了数控加工中心高速切削铝材时球头铣刀温度场数学模型,利用有限元软件ANSYS,仿真分析了球头铣刀在典型工况不同切削参数条件下温度场分布及变化规律,以及切削速度、切削厚度、进给量等参数对切削温度的影响。研究结果表明,在金属切削过程中,切削温度对刀具寿命和工件加工精度都有很大影响,因此必须采取措施,降低切削温度,有助于提高刀具寿命和加工质量。     

SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削试验研究

开展了SiCf/SiC陶瓷基复合材料的超声振动辅助切削试验研究,对比研究超声振动辅助切削及普通切削条件下切削参数对切削力的影响规律.结果表明:SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削时优选钎焊金刚石磨头,超声振动辅助切削相较于普通切削的切削力降低了10％～20％,主轴转速、进给速度、切削深度都会影响超声振动辅助切...