斜角切削切削刀具流屑平面内应力分布的实验研究(Ⅱ)

实验在经改装后的铣床上进行,以聚碳酸酯作为刀具模型材料切削铅板。由作者专门设计的切削装置与小型光弹性仪联为一体,可方便地安装在铣床上跟踪、观察和拍摄切削的全过程,对切削中受力的模型进行冻结、切片。在光弹性仪中描绘等倾线、等差线,最后应用应力分离法获得斜角切削中流屑平面内刀具前刀面上的应力分布。     

非对称V形刃斜角切削切削力和流屑角的理论预测

用最小能量法建立了非对称Ｖ形刃斜角切削的切削模型，预测了非对称Ｖ形刃斜角切削的流屑方向和切削力，并进行了实验验证，。结果表明，理论预测值和实测值符合得比较好。     

斜角切削流屑角的研究

本文从刀具几何参数和加工条件两个方面,对斜角切削的流屑方向进行了分析,提出了流屑角的数学模型。介绍了用工具显微镜测量流屑角的方法。实验表明:流屑角的计算值与实测值基本一致。文中还提出,随着法向前角增大,流屑方向将愈接近前刀面最大倾斜方向。     

超精密切削切屑形成过程的三维有限元仿真

基于大变形有限元理论,建立了超精密切削的三维有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了超精密切削切屑形成过程的三维仿真．并对正交直角切削和斜角切削切屑的形成过程进行了比较深入的分析研究．结果表明：在同样切削条件下,斜角切削过程中产生的切削热、塑性应变和等效应力小于正交直角切削时产生的切削热、塑性应变和等效应力．     

斜角切削变形的实验分析

本文以实验方法研究自由斜角切削过程中流属平面内的切屑变形情况,并与相应的直角切削相比较,探讨将三维切削(斜角切削)向二维切削(直角切削)转化的实验分析。     

梁腹板开孔低温冻结光弹性实验

应用光弹性原理及方法,根据“混合几何相似原理”对研究对象进行缩比、模型设计,模型由低温环境冻结树脂材料制作而成,对简支梁中心大尺寸腰圆形腹板开孔和固支梁近支座圆形腹板开孔及其不同补强方式进行了光弹性实验,利用估判主应力迹线的方法,确定零级条纹,通过应力冻结、切片获得了12个模型的孔边条纹图和应力集中系数,并与数值计算结果作了比较,为优化设计和调整数值计算提供了有价值的依据。     

流屑角变化规律研究

在分析切屑横向流动及切削刃干涉对流屑角影响规律的基础上，通过试验并利用回归分析的方法，建立了在一定范围内实用的流屑角计算公式．试验表明：流屑角随主偏角ｋｒ和刃倾角λｓ的增加显著增加，并随背吃刀量αｐ的增加有所减小，而副偏角ｋｒ、刀尖圆弧半径ｒｅ及进给量ｆ的影响不大．此结论为控制切屑流出形态提供了理论依据．     

流屑角变化规律研究

在分析切屑横向流动及切削刃干涉对流屑角影响规律的基础上，通过试验并利用回归分析的方法，建立了在一定范围内实用的流屑角计算公式．试验表明：流屑角随主偏角ｋｒ和刃倾角λｓ的增加显著增加，并随背吃刀量αｐ的增加有所减小，而副偏角ｋｒ、刀尖圆弧半径ｒｅ及进给量ｆ的影响不大．此结论为控制切屑流出形态提供了理论依据．     

切削加工中的刀—屑接触区应力分布计算模型建立

切削加工中,刀—屑接触区的应力分布直接影响着切削加工性能、切削温度分布及刀具磨损等,本文通过对直角切削时的切削力的分析和刀—屑接触长度的计算,建立了刀屑接触区的正应力与剪应力的分布计算模型,通过该模型可直接得到刀具前刀面的应力分布情况.     

计算干涉条纹图的基本公式和芯区内的定标问题

本文在考虑聚焦效应的情况下,从理论上探讨了用干涉显微镜法测多模梯度型光纤折射率分布的干涉条纹图计算方法。在抛物分布析射率光纤中,通过计算切片样品的有效光程,导出了实测折射率与真实折射率剖面之间的关系。并定性地分析了聚焦效应所产生的“黑环”现象。黑环图象清晰与否表明了物镜物平面与切片出光面重合的情况。如能进一步解决芯区位置的定标问题。则在实际测量中将允许使用较厚的切片样品。     

斜角切削流屑角及切削力的预测

本文在Venuvmod斜角切削模型的基础上,提出了一种预测(?)屑角及切削力的方法。理论计算和实验结果十分吻合,得出了若干有实际意义的结论。     

Elastic-plastic finite element simulation for diamond turning process

Diamondturningprocessischaracterizedbyhigh dimensionalaccuracyandgoodsurfaceintegrityandhasbeenappliedinmanyadvancedindustrialfields,such ascomputer,automobile,opticsmanufacturing,etc.Usingthistechnology,thesoftmetal,suchasalumi numorcopperoritsalloys,can…     

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．     

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.     

基于单尖刀具和等效切削刃法的流屑角预报

将单尖刀具流屑角模型及其预报拓展到圆弧刃刀具中，提出了圆弧刀具的流屑角模型。此模型将任意刀具形状剖分为单尖刀具和纯圆弧切削刃两种情况，预报结果与Colwell法比较，表明这种方法具有较高的准确度，对于切削过程中切削力的预报和切屑的控制有一定的适用性。     

基于等效切削刃的切削力预报模型

提出了一种新的切削力预报模型.考虑了切削过程变量如切削深度与进给量,以及刀具几何参数如副切削刃及刀尖圆弧半径的影响,获得了稳态切削条件下斜角切削时的切削力预报公式.对铝合金和中碳钢作了车削实验,证明预报的切削力符合实验测量结果.     

高速切削淬硬轴承钢的有限元仿真

采用ABAQUS/Explicit 6．5的剪切失效准则、单元去除和自适应重划分技术,考虑工件材料机械物理性能随时间的变化和流动应力受应变、应变速率和温度影响特性,建立了二维完全热-力耦合平面应变的有限元模型,模拟PCBN刀具高速硬态车削淬硬轴承钢GCr15加工过程中带状和锯齿状切屑的形成过程．仿真得到了切削宽度对切削温度、切削力和已加工表面残余应力的影响规律．通过对比,仿真结果与实验结果吻合较好．